铜是人类最早使用的金属,在生产生活中应用及其广泛。工业上以黄铜矿(主要成分FeCuS2)为原料制取金属铜,其主...
问题详情:
铜是人类最早使用的金属,在生产生活中应用及其广泛。工业上以黄铜矿 (主要成分FeCuS2)为原料制取金属铜,其主要工艺流程如图所示。
已知:反应II的离子方程式:Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S
回答下列问题:
(1)FeCuS2中S的化合价____。
(2)反应I在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,写出化学方程式____。
(3)为了反应I充分进行,工业上可采取的措施是____。
(4)反应III的离子方程式为____。
(5)向反应III后的溶液中加入稀硫*的目的是____。
(6)该流程中,可循环利用的物质除CuCl2外,还有___(填化学式)。
(7)反应IV中,处理尾气SO2的方法,合理的是_____
A.高空排放
B.用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
C.用氨水吸收后,再经氧化,制备(NH4)2SO4
D.用纯碱溶液吸收可生成Na2SO3(H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11;H2SO3:Ka1=1.2×102,Ka2=5.6×108)
(8)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)
该反应的平衡常数K=___[已知Ksp(CuCl)=a,Ksp(Cu2S)=b]
【回答】
【*】-2 FeCuS2+S高温煅烧FeS2+CuS 粉碎或搅拌 4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O 在相同条件下,CuSO4的溶解度低于其他物质,加入H2SO4,有利于其析出 S、H2SO4、HCl CD
【解析】(1)根据化合价代数和为零的原则Fe为+2价,Cu为+2价,则FeCuS2中S的化合价-2。*:-2。
(2)黄铜矿主要成分FeCuS2,反应I在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,硫和FeCuS2发生反应生成FeS2和CuS,化学方程式为:FeCuS2+S FeS2+CuS。*:FeCuS2+S FeS2+CuS。
(3)为了反应I充分进行,工业上可采取的措施是将矿石粉碎或充分搅拌,以增大接触面积,加快化学反应速率。*:粉碎或搅拌。
(4)由反应II的离子方程式:Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S,经过滤可知滤液中含有[CuCl2]-、H+等离子,通入空气后[CuCl2]-中的+1价铜被氧气氧化,所以反应III的离子方程式为4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。*:4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。
(5)因为在相同条件下,CuSO4的溶解度低于其他物质,所以向反应III后的溶液中加入稀硫*的目的是使CuSO4变成晶体析出。*:在相同条件下,CuSO4的溶解度低于其他物质,加入H2SO4,有利于其析出。
(6)根据流程图分析可知;该流程中可循环利用的物质有CuCl2、S、H2SO4、HCl。*:S、H2SO4、HCl。
(7)A.二氧化硫有毒,不能直接高空排放,否则会污染空气,应该用碱液吸收,故A错误;B.盐***大于亚硫*,所以二氧化硫和BaCl2不反应,则不能用二氧化硫和*化钡溶液制取BaSO3,故B错误;C.二氧化硫是**氧化物、一水合氨是碱,二者反应生成亚硫*铵, 亚硫*铵不稳定,易被氧化成硫*铵,所以用氨水吸收后,再经氧化制备硫*铵,故C正确的;D.二氧化硫和水反应生成的亚硫***大于碳*,所以二氧化硫能和纯碱溶液反应生成亚硫**,所以用纯碱溶液吸收制备亚硫**是正确的,故D正确;*:CD。
(8)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),反应的平衡常数K=c2(Cl-)/c(S2-)=Ksp2(CuCl)/Ksp(Cu2S)=,*:。
知识点:金属元素的单质及其化合物
题型:综合题