Question

【題目】銅是人類最早使用的金屬，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用及其廣泛。工業(yè)上以黃銅礦 (主要成分FeCuS2)為原料制取金屬銅，其主要工藝流程如圖所示。

已知：反應(yīng)II的離子方程式：Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S

回答下列問題：

（1）FeCuS2中S的化合價____。

（2）反應(yīng)I在隔絕空氣、高溫煅燒條件下進行，寫出化學方程式____。

（3）為了反應(yīng)I充分進行，工業(yè)上可采取的措施是____。

（4）反應(yīng)III的離子方程式為____。

（5）向反應(yīng)III后的溶液中加入稀硫酸的目的是____。

（6）該流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除CuCl2外，還有___（填化學式）。

（7）反應(yīng)IV中，處理尾氣SO2的方法，合理的是_____

A．高空排放

B．用BaCl2溶液吸收制備BaSO3

C．用氨水吸收后，再經(jīng)氧化，制備(NH4)2SO4

D．用純堿溶液吸收可生成Na2SO3（H2CO3：Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11；H2SO3：Ka1=1.2×102，Ka2=5.6×108）

（8）CuCl懸濁液中加入Na2S，發(fā)生的反應(yīng)為2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___[已知Ksp(CuCl)=a，Ksp(Cu2S)=b]

Answer 1

【答案】-2 FeCuS2+S高溫煅燒FeS2+CuS 粉碎或攪拌 4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O 在相同條件下，CuSO4的溶解度低于其他物質(zhì)，加入H2SO4，有利于其析出 S、H2SO4、HCl CD

【解析】

根據(jù)實驗目的黃銅礦 (主要成分FeCuS2)為原料制取金屬銅，結(jié)合個部分的反應(yīng)關(guān)系和物質(zhì)的性質(zhì)回答相應(yīng)的問題。（1）根據(jù)化合價代數(shù)和為零計算元素在化合物中的華合價。（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理書寫化學反應(yīng)方程式；（3）根據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素尋找加快速率的方法；根據(jù)沉淀溶解平衡和化學平衡常數(shù)的關(guān)系確定。

（1）根據(jù)化合價代數(shù)和為零的原則Fe為+2價，Cu為+2價，則FeCuS2中S的化合價-2。答案：-2。

（2）黃銅礦主要成分FeCuS2，反應(yīng)I在隔絕空氣、高溫煅燒條件下進行，硫和FeCuS2發(fā)生反應(yīng)生成FeS2和CuS，化學方程式為：FeCuS2+S FeS2+CuS。答案：FeCuS2+S FeS2+CuS。

（3）為了反應(yīng)I充分進行，工業(yè)上可采取的措施是將礦石粉碎或充分攪拌，以增大接觸面積，加快化學反應(yīng)速率。答案：粉碎或攪拌。

（4）由反應(yīng)II的離子方程式：Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S，經(jīng)過濾可知濾液中含有[CuCl2]-、H+等離子，通入空氣后[CuCl2]-中的+1價銅被氧氣氧化，所以反應(yīng)III的離子方程式為4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。答案：4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。

（5）因為在相同條件下，CuSO4的溶解度低于其他物質(zhì)，所以向反應(yīng)III后的溶液中加入稀硫酸的目的是使CuSO4變成晶體析出。答案：在相同條件下，CuSO4的溶解度低于其他物質(zhì)，加入H2SO4，有利于其析出。

（6）根據(jù)流程圖分析可知；該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有CuCl2、S、H2SO4、HCl。答案：S、H2SO4、HCl。

（7）A.二氧化硫有毒,不能直接高空排放,否則會污染空氣,應(yīng)該用堿液吸收,故A錯誤;B.鹽酸酸性大于亞硫酸,所以二氧化硫和BaCl2不反應(yīng),則不能用二氧化硫和氯化鋇溶液制取BaSO3,故B錯誤;C.二氧化硫是酸性氧化物、一水合氨是堿,二者反應(yīng)生成亞硫酸銨, 亞硫酸銨不穩(wěn)定，易被氧化成硫酸銨，所以用氨水吸收后,再經(jīng)氧化制備硫酸銨,故C正確的;D.二氧化硫和水反應(yīng)生成的亞硫酸酸性大于碳酸,所以二氧化硫能和純堿溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉,所以用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉是正確的，故D正確；答案：CD。

（8）CuCl懸濁液中加入Na2S，發(fā)生的反應(yīng)為2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(Cl-)/c(S2-)=Ksp2(CuCl)/Ksp(Cu2S)=,答案：。