以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种.近年来,湿

以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种.近年来,湿,第1张

(1)由于加入过量的氧化铜调节溶液的PH,生成了氢氧化铁沉淀,故固体A是 Fe(OH)3、CuO,

故答案为:Fe(OH)3、CuO;

(2)可以用铁粉置换出金属铜,反应的化学方程式是:CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,

故答案为:CuSO4+Fe=Cu+FeSO4;

(3)制取的是绿矾,溶解氢氧化铁应该选用稀硫酸,还原铁离子,不能引进新的杂质,最佳选择是铁粉,

故答案为:稀硫酸,铁粉;

(4)获得的滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后得到绿矾,

故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;

(5)加入过量氧化铜调节溶液PH,使铁离子变成氢氧化铁沉淀,

故答案为:调节混合溶液的pH,使Fe3+完全沉淀.

(17分) (1)Cu、O(2分,各1分)

(2)酸式(2分);往滴定管上口加入3~5mL标准碘溶液,倾斜转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁,然后,一手控制活塞,将液体从滴定管下部放出(3分,每个要点给1分);

SO 2 +I 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HI  (或H 2 SO 3 +I 2 +H 2 O=H 2 SO 4 +2HI)(2分,配平错误扣1分)

(3)2010(2分,数位错的不给分);804%(2分)  (4)偏低(2分)

(5)二氧化硫未能被水充分吸收,亚硫酸部分被氧化(2分,各1分)

试题分析:(1)根据方程式可知铜元素的化合价从+2价降低到0价,氧元素的化合价从化0价降低-2价,被还原。硫元素的化合价从-1价升高到+4价,铁元素的化合价从+2价部分升高到+3价,被氧化。

(2)标准碘溶液显酸性应盛放在酸式滴定管中;装液之前,滴定管要用标准碘溶液润洗2—3次,润洗的操作是往滴定管上口加入3~5mL标准碘溶液,倾斜转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁,然后,一手控制活塞,将液体从滴定管下部放出。SO 2 检验还原性能被单质碘氧化,则表示滴定原理的方程式为SO 2 +I 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HI。

(3)滴定管自上而下刻度逐渐增大,且能精确到01mol,所以根据装置图可知滴定终点的读数为2010          mL;因此根据方程式SO 2 +I 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HI可知消耗SO 2 的物质的量是005mo1/L×002010L=0001005mol,则原矿石中产生的SO 2 是0001005mol×10=001005mol,所以根据方程式8CuFeS 2 +21O 2 高温 8Cu+4FeO+2Fe 2 O 3 +16SO 2 可知CuFeS 2 的物质的量是001005mol÷2=0005025mol,其质量为0005025mol×184g/mol=09246g,则该黄铜矿的纯度为  ×100×=804%

(4)铜网的作用是除去未反应的氧气,氧气具有氧化性,如果没有装置c,则导致SO 2 与碘反应时消耗碘溶液的体积减少,从而导致纯度偏低。

(5)假设实验操作均正确,测得黄铜矿的纯度偏低,这说明消耗的标准液碘的体积偏少,因此可能的原因主要有二氧化硫未能被水充分吸收或亚硫酸部分被氧化。

(14分)

(1)使原料充分反应,加快反应速率(2分)酸式(2分)      

(2)B   D(2分)

(3)偏低(2分)    (2分)

(4)使反应生成的气体全部进入d装置中,使测定结果精确(2分)  (5)80%(2分)

试题分析:(1)将样品研细后再反应,即增大固体的表面积,目的是使原料充分反应、加快反应速率;标准液为I 2 溶液,具有氧化性,能氧化橡胶管,不能用碱式滴定管盛放,应选用酸式滴定管。

(2)装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气,同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量,故答案为:BD。

(3)去掉c装置,气体中二氧化硫在水溶液中会和氧气反应,反应的化学方程式为:2SO 2 +O 2 +H 2 O=2H 2 SO 4 ,测定结果偏低。

(4)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然通入空气,可以将产生的二氧化硫全部排出去,进入d装置中,使结果精确。

(5)根据氧化还原反应中得失电子总数相等和S元素守恒可得到:2I 2 ~2SO 2 ~CuFeS 2 ,消耗掉005mol/L标准碘溶液2000mL时,即消耗的碘单质的量为:005mol/L×002L=00010mol,所以黄铜矿的质量是:05×00010mol×184g/mol×10=092g,所以其纯度是:092g÷115g×100%=80%。

(1)电子天平,使原料充分反应、加快反应速率。

(2)b、d和e

(3)使反应生成的SO 2 全部进入d装置中,使结果精确。

(4)80%

(5)②。

(6)空气中的CO 2 与Ba(OH) 2 反应生成BaCO 3 沉淀;BaSO 3 被氧化成BaSO 4

(1)托盘天平的精确度为 01g,故只有电子天平才能称取1150g样品;研细的目的是增大固体的表面积,使原料充分反应、加快反应速率;

(2)浓硫酸能除去空气中的水蒸气,且洗气瓶有利于观察空气流速;灼热铜网的目的是除去反应后多余的氧气;

(3)反应结束后,装置中还有SO 2 , 所以仍需通入一段时间的空气,其目的是使反应生成的SO 2 全部进入d装置中,使结果精确;

(4)由cV可知n(I 2 )=005mol/L×2000×10 -3 L,由I 2 +SO 2 +2H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2- 可知n(SO 2 )=n(I 2 )=005mol/L×2000×10 -3 L,则总的n(SO 2 )=005mol/L×2000×10 -3 L÷1/10,由CuFeS 2 ~2SO 2 可知,n(CuFeS 2 )=005mol/L×2000×10 -3 L÷1/10÷2,由nM可知m(CuFeS 2 )=005mol/L×2000×10 -3 L÷1/10÷2×184g/mol,则其纯度为005mol/L×2000×10 -3 L÷1/10÷2×184g/mol÷1150g×100%=80%;

(5)SO 2 不能与BaCl 2 反应,故①错误;SO 2 与Ba(NO 3 ) 2 溶液反应,生成白色的硫酸钡沉淀,过滤、干燥、称取沉淀的质量,可以测定样品的纯度,故②正确;SO 2 不能与NaHSO 3 溶液反应,故③错误;

(6)空气中的CO 2 与Ba(OH) 2 反应生成BaCO 3 沉淀,BaSO 3 被氧化成BaSO 4 ,这些因素都可能导致误差

(1)分解(2)合金 (3)大于(4)Fe+CuSO 4 =FeSO 4 +Cu或Fe+CuCl 2 =FeCl 2 +Cu

(5)节约能源不污染环境

(1)由反应①Cu 2 (OH) 2 CO 3 2CuO+H 2 O+CO 2 ↑可知,该反应是一种物质反应生成多种物质,则属于分解反应;

(2)因青铜是红铜和锡、铅的合金,也是金属治铸史上最早的合金;

(3)根据金属的活动性顺序及金属之间的置换反应可知,活泼金属能置换出较并不活泼金属,铁能置换出铜,则铁比铜活泼,故单质铁的金属活动性大于单质铜的金属活动性;

(4)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式Fe+CuSO 4 =FeSO 4 +Cu;

(5)相比火法炼铜,湿法炼铜不需要加热,则反应条件简单,且火法炼铜得到的铜易被氧化,即湿法炼铜的优点是反应条件简单,得到的铜不易被氧化,不污染环境.

(1)硫化亚铜中硫的化合价是-2价,可以计算出铜的化合价是+1价.铜元素与硫元素的质量比是64×2:32=4:1.

(2)据Cu2(OH)2CO3化学式分析加热生成的三种氧化物分别是:氧化铜、水、二氧化碳,反应的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3

  △  
 
2CuO+H2O+CO2↑.反应物是一种,生成物是三种,属于分解反应;氧化铜、水、二氧化碳中氧化铜是黑色固体,常见的还原剂主要有氢气、碳、一氧化碳等.

故答案为:(1)+1;4:1;(2)Cu2(OH)2CO3

  △  
 
2CuO+H2O+CO2↑,分解反应;C、H2或CO(任选两种)

1、分析天平(1分)、提高反应速率,并使黄铜矿充分反应   (2分)

2、b 、d  (1分)

3、把装置中的二氧化硫气体全部吸收   (2分)

4、20.00 (1分)、溶液由无色变成蓝色,并半分钟内不褪色    (2分)

5、80% (1分)

6、 ②   (2分)

a装置提供干燥的空气,b装置煅烧样品,c装置可除去未反应的氧气,d装置来吸收生成的SO 2 气体。

1、由题给数据可看出要求精度较高,所以称量样品应该用电子天平;煅烧样品时,为提高反应速率,使其充分反应,可研细样品以增大接触面积;

2、3:a装置除了干燥空气以外,还有利于观察空气流速,更重要的一个作用就是反应完毕后,仍需通一段时间的空气,保证把装置中的二氧化硫气体全部被d装置吸收

4、滴定管初读数为010 ml,末读数为2010ml,所以标准碘溶液所耗体积为2000ml;

滴定过程中发生反应:I 2 +SO 2 +2H 2 O=2HI+H 2 SO 4 ,当SO 2 反应完毕后,碘可使淀粉呈蓝色。

5、由下列关系式可得:

CuFeS 2    ~   2 SO 2     ~    2I 2

184g                           2 mol

092g                    0.05×002×10mol

故黄铜矿的纯度为:092/1150=80%

6、本实验是通过硫的转化来算出CuFeS 2 的质量再求纯度的,这就要求SO 2 能准确求出,显然①③都存在SO 2 的溶解损失问题,而把SO 2 通入硝酸钡溶液中,SO 2 将全部转化为硫酸钡沉淀,即存在氧化还原反应:3SO 2 +2NO 3 — +3Ba 2+ +2H 2 O=3BaSO 4 ↓+2NO↑+4H + ,通过关系式:SO 2 ——BaSO 4 即可求解。

(1)92gCuFeS 2 的物质的量=
92g
184g/mol
=05mol,根据原子守恒可知生成Cu、FeS的物质的量分别为05mol、05mol,由硫原子守恒可知SO 2 的物质的量=05mol×2-05mol=05mol,反应中只有生成SO 2 的硫元素化合价升高,由-2价升高为+4价,故转移电子物质的量=05mol×[4-(-2)]=3mol,

故答案为:3mol;

(2)由工艺流程可知,焙烧产生的气体Ⅰ为SO 2 ,利用品红溶液进行检验,具体操作为:收集适量气体Ⅰ通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热溶液恢复红色,

故答案为:收集适量气体Ⅰ通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热溶液恢复红色;

(3)用38%(密度为118g.mL -1 )的盐酸配制30%的盐酸,用量筒量取需要浓盐酸与水的体积,在烧杯中稀释,丙用玻璃棒搅拌,故需要的仪器有:量筒、玻璃棒、烧杯,

故答案为:量筒、玻璃棒、烧杯;

(4)由工艺流程可知,过滤得到的滤液中主要为FeCl 2 ,产品为FeCl 3 6H 2 O,故通入的气体将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ,且不引入杂质,应为氯气最好;

制备干燥纯净的氯气:由发生装置可知,应是二氧化锰与浓盐酸加热制备,反应离子方程式为:MnO 2 +4H + +2Cl -

  △  
 
Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O;

生成的氯气中含有HCl、水蒸气,利用饱和氯化钠溶液吸收氯气中的氯化氢气体;再利用浓硫酸除去氯气中的水蒸气,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,连接时注意洗气与干燥装置导气管需要长进短出、收集装置应长进短出,故连接顺序为aghefb;

G是分液漏斗,使用之前应检查是否漏水,

故答案为:C;将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ;MnO 2 +4H + +2Cl -

  △  
 
Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O;ghefb;分液漏斗;检查是否漏水.

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