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(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

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                    

(1)CuSO4  CuO  Cu2O (2分,Cu2O不答也给全分)

(2)过氧化氢溶液(1分),CuO等(1分)

(3)600~620℃(1分),控制通入空气的速率(1分) 

(4)硫酸铜分解为氧化铜(2分,答到分解即可)

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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

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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