金属及其化合物在生产中用途广泛。Ⅰ.从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶练铜的工艺...

金属及其化合物在生产中用途广泛。

Ⅰ.从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶练铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS2+3CuCl2＝4CuCl↓+FeCl2+2S↓

（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为　　　　 　　 　 。

（2）若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为　　　 　　　 　 。

（3）调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是　 　　　　　 。(填离子符号)

（4）过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有　　　　 　 　　 ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为　　　　 　　　　 。

Ⅱ．利用生产硼砂的废渣——硼镁泥(主要成分为MgCO3、SiO2，还含有少量Fe2O3、MnO、CaO等)为主要原料制取轻质碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工业流程如下：

（1） 写出“酸溶”一步中，MgCO3和硫酸反应的离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　 。

（2） 滤渣2的主要成分有MnO2和_____________，写出生成MnO2的离子方程式____________________。

（3）“合成”时需通蒸汽至80 ℃，边加热边搅拌，温度控制在80 ℃的原因是________________________（只需写出相应的化学方程式）。

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从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶练铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS2 + 3CuCl2＝4CuCl↓ + FeCl2 + 2S↓

（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为　　　　　 。

（2）若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为　　　　 。

（3）调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是　　　 。(填离子符号)

（4）过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有　　　　　　　 ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为　　　　 。

（5）冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为：6CuFeS2+13O23Cu2S+2Fe3O4+9SO2　　 Cu2S+O22Cu+SO2

此工艺与前一工艺相比主要缺点有　　　　　　 。

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我国盛产黄铜矿（主要含CuFeS2及少量Fe2O3、SiO2），以黄铜矿为原料生产碱式氯化铜的工业流程如下。

已知：I．a、b、c均为整数
II.

(1)CuFeS2中S的化合价为____。

(2)实验测得反应I中有SO42-生成，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___ ；H2O2优于HNO3的原因是____。

(3)在调节pH时，为稳定浸出液的pH，需要用NH3·H2O- NH4Cl为缓冲溶液。已知 25℃时，向0. 02 mol/L的氨水中缓慢加入等浓度的NH4 Cl溶液，该过程中　 _____(填“变大”、“变小”或“不变”)；若最后所得溶液呈中性，则该体系中离子浓度的大小顺序是____。

(4)操作I和操作Ⅱ与生活中的下列操作____具有相似的化学原理。

A．用淘米筛沥水　 B．泡茶　 C．海水晒盐　 D．用漏斗分装液体　 E．煎药

(5)反应Ⅱ中NaCl浓度过大，碱式氯化铜产率较低，其原因是____。

(6)为测定制得的碱式氯化铜的组成，某实验小组进行下列实验：称取一定量的碱式氯化铜，用少量稀HNCl溶解后配成100. 00 mL溶液A；取25. 00 mL溶液A，加入足量AgNO。溶液，得到AgCl（M一143.5g／mol）固体1.435 g；另取25. 00 ml.溶液A，用浓度为0.40 mol/L的Na2H2Y标准溶液滴定Cu2+(Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+)，终点时，消耗标液50. 00 mL。则该碱式氯化铜的化学式为____；反应Ⅲ的化学反应方程式为____________

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铋是一种绿色稀有金属，铋及其化合物在工业生产中用途广泛，工业上常采用粗铋精炼制得用途更为广泛的精炼铋( 含铋99.995% ),火法精炼铋的工艺流程如下:

已知:①粗铋(铅铋合金)的主要化学成分如下表：

②氯化铅熔点为498℃，密度为5.9g/cm3；铋的熔点为271℃，沸点为1470 ℃；BiCl3的熔点为506.5℃。

③锌酸盐简写成ZnO22-，如锌酸钠Na2ZnO2。

④+3价铋的化合物较为稳定，铋酸钠难溶于水。

回答下列问题:

（1）实验室中升温熔化粗铋一般用酒精喷灯在________(填主要仪器名称)中完成。

（2）NaBiO3中铋元素的化合价为________。

（3）“氧化除砷锑”的工艺机理是粗铋熔融液在680~750℃的条件下，鼓入压缩空气，使砷、锑氧化挥发，同时空气也与铋液反应，利用Bi2O3的_______性将杂质砷、锑转变成As2O3、Sb2O3而除去。

（4）“氯化除铅”过程中，氯气与铅、铋反应分别生成PbCl2、BiCl3，生成的BiCl3又会被铅还原，发生反应3Pb+2BiCl3=3PbC12+2Bi，控制温度350-400℃，利用熔点和密度特点，氯化铅上浮至铋液表面呈_______态覆盖，防止氯气__________________。

（5）高温精炼的实质为碱性精炼，加入少量KNO3 和NaOH，将锌氧化成锌酸盐而除去残锌，同时得到氮气，写出高温精炼的化学方程式: __________________。

（6）向含有MnSO4的酸性溶液中加入铋酸钠粉末，溶液变为紫红色，该反应经常用来检验Mn2+，写出该反应的离子方程式__________________。

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铋是一种绿色稀有金属，铋及其化合物在工业生产中用途广泛，工业上常采用粗铋精炼制得用途更为广泛的精炼铋( 含铋99.995% ),火法精炼铋的工艺流程如下:

已知:①粗铋(铅铋合金)的主要化学成分如下表：

②氯化铅熔点为498℃，密度为5.9g/cm3；铋的熔点为271℃，沸点为1470 ℃；BiCl3的熔点为506.5℃。

③锌酸盐简写成ZnO22-，如锌酸钠Na2ZnO2。

④+3价铋的化合物较为稳定，铋酸钠难溶于水。

回答下列问题:

（1）实验室中升温熔化粗铋一般用酒精喷灯在________(填主要仪器名称)中完成。

（2）NaBiO3中铋元素的化合价为________。

（3）“氧化除砷锑”的工艺机理是粗铋熔融液在680~750℃的条件下，鼓入压缩空气，使砷、锑氧化挥发，同时空气也与铋液反应，利用Bi2O3的_______性将杂质砷、锑转变成As2O3、Sb2O3而除去。

（4）“氯化除铅”过程中，氯气与铅、铋反应分别生成PbCl2、BiCl3，生成的BiCl3又会被铅还原，发生反应3Pb+2BiCl3=3PbC12+2Bi，控制温度350-400℃，利用熔点和密度特点，氯化铅上浮至铋液表面呈_______态覆盖，防止氯气__________________。

（5）高温精炼的实质为碱性精炼，加入少量KNO3 和NaOH，将锌氧化成锌酸盐而除去残锌，同时得到氮气，写出高温精炼的化学方程式: __________________。

（6）向含有MnSO4的酸性溶液中加入铋酸钠粉末，溶液变为紫红色，该反应经常用来检验Mn2+，写出该反应的离子方程式__________________。

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铜及其化合物在生产生活中有广泛应用

(1)工业上以黄铜矿(CuFeS2) 为原料，采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ 该反应的氧化剂是________，验证反应产生的气体是SO2的方法是___________。

(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃，加入H2O2，反应一段时间后，升温到60℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，温度控制在50℃～60℃的两个原因除了加快反应速率外，还有___________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuC1沉淀，写出生成CuCl的离子方程式______________。

(3)碱式碳酸铜在有机催化剂、烟火制造和颜料、农药生产中有广泛的应用。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备碱式碳酸铜的流程如下:

①辉铜矿在浸取前要富集与粉碎，粉碎的好处是___________。

②浸取过程中得到一种单质，写出浸取时主要反应的化学方程式___________。

③写出“沉锰”反应时离子方程式___________。

④“除铁”这一步反应在25℃进行，加入氨水调节溶液pH为4后，溶液中铜离子最大浓度不超过_________mol/L。(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

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（13分）我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用。

（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料冶炼铜。主要反应如下:

① 2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO　　　　 ② 2Cu2S + 3O2=2SO2+2Cu2O③ Cu2S+ 2Cu2O=6Cu+ SO2

在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为　　　　　　　　 ；若由3mol CuFeS2生成3molCu，理论上消耗O2 的物质的量为　　　　　　　　　　 。

（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu2O，写出此反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，　　 为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2，现设计如下生产过程：

①试剂Y的名称　　　　　　　　 ；物质X最好是　　　　　　　 （填化学式）。

②若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5 mol·，　 则加入Cl2气和物质X使溶液的pH在　　　　　　　　　　　 范围时（设溶液体积保持不变），铁元素完全转化为Fe(OH)3，而CuCl2 不产生沉淀。( KSP [Fe(OH)3]=1.0×10—38 、　 KSP [Cu(OH)2]=2.0×10—20　　 、　　 lg5=0.7)

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有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，含少量杂质SiO₂）氧化成硫酸盐。运用该原理生产铜和绿矾（FeSO₄·7H₂O）的流程如下：

回答下列问题：

（1）已知：

（1）加入CuO将溶液的pH调节到约为4，结合平衡移动原理解释该操作的原因________。

（2）写出能实现反应Ⅲ的化学方程式________。

（3）试剂b为________。

（4）欲从滤液中获得绿矾晶体，操作Ⅰ应为浓缩、、 。

（5）反应Ⅰ的化学方程式________。

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工业上以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，杂质不溶于水和酸）为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，涉及流程如下：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

（1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，写出其反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

（2）试剂X的化学式为 ________________________________________________________________________________________________________________，双氧水的作用是________________________________________________________________________________________ ；

（3）常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为________________________________________________________________________________________________________________________________，用pH试纸测该溶液pH值的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

（4）在溶液N中加入乙醇的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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