(8分)黄铜矿(CuFeS2)在沸腾炉中与氧气反应(ΔH<0), 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4?5H2O。实验结果如下:
沸腾炉温度/℃ | 560 | 580 | 600 | 620 | 640 | 660 | |
生 成 物 | 水溶性Cu/% | 90.1 | 91.2 | 93.5 | 92.3 | 89.9 | 84.2 |
酸溶性Cu/% | 92.0 | 93.6 | 97.0 | 97.8 | 98.1 | 98.9 | |
酸溶性Fe/% | 8.5 | 6.7 | 3.4 | 2.7 | 2.3 | 2.8 |
(1)冷却后的固体中含铜化合物的化学式有 。
(2)除铁时,应将溶液中可能含有的Fe2+离子完全转化为Fe3+离子,转化时最好选用的试剂是 ,然后再加入稍过量的 ,充分反应后过滤。
已知氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH:Fe(OH)3(2.7~3.7),Cu(OH)2(5.2~6.4).
(3)实际生产过程的沸腾炉温度适宜控制在 范围最好。控制反应温度的方法是 。
(4)温度高于600℃生成物中水溶性Cu(%)下降的原因是 。
科目:高中化学 来源: 题型:
(19分) 用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成:
CuFeS2 + SiO2 + O2 → Cu + FeSiO3 + SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣;(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜;(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1) 写出上述各个分步反应(1,2,3,4)的化学方程式。
2) 给出总反应方程式的系数。
3) 据最新报道, 有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。
4) 最近我国学者发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4?5H2O,成本降低了许多。实验结果如下:
沸腾炉温度/℃ | 560 | 580 | 600 | 620 | 640 | 660 | |
生 成 物 | 水溶性Cu/% | 90.12 | 91.24 | 93.50 | 92.38 | 89.96 | 84.23 |
酸溶性Cu/% | 92.00 | 93.60 | 97.08 | 97.82 | 98.16 | 98.19 | |
酸溶性Fe/% | 8.56 | 6.72 | 3.46 | 2.78 | 2.37 | 2.28 |
回答如下问题:
(1) CuFeS2和O2主要反应的方程式为:
(2) 实际生产过程的沸腾炉温度为 600~620℃。控制反应温度的方法是:
(3) 温度高于600~620℃生成物中水溶性Cu (%)下降的原因是:
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