7.黃銅礦的濕法冶金技術(shù),主要包括直接酸浸、氧化焙燒、硫酸化焙燒.工業(yè)上用惰性電極電解生產(chǎn)銅的流程如圖所示:
當(dāng)向溶液中加入精礦粉(不考慮黃銅礦中的其他雜質(zhì))后,發(fā)生的反應(yīng)主要有:
CuFeS2+4H+═Cu2++Fe2++2H2S,F(xiàn)e3++H2S═2Fe2++S↓+2H+
(1)為了加快電化浸出速率,可以采取的措施有升高電壓、減少兩個(gè)電極的距離,通入空氣的作用是2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O(用離子方程式表示).
(2)若忽略硫酸鐵的其他損耗,理論上在反應(yīng)中不需要(填“需要”或“不需要”)補(bǔ)充硫酸鐵,原因是Fe3+被還原后得到Fe2+,F(xiàn)e2+在陽極放電生成Fe3+,實(shí)現(xiàn)了浸出劑的循環(huán).
(3)浸出液必須趁熱過濾,主要原因是防止硫酸銅晶體析出.
(4)浸出過程中常加入NaCl,一方面可以提供Cl-以解決硫包裹問題,抑制銅礦粉氧化過程中的鈍化,另一方面可以增加溶液中H+的活性和增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性.
(5)若電解200 mL 1 mol•L-1的硫酸銅溶液,當(dāng)溶液的pH=0(假設(shè)溶液的體積沒有變化),此時(shí)電路中通過的電子數(shù)目為0.2NA,溶液中的離子濃度大小順序?yàn)閏(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-),.

分析 (1)為了加快電化浸出速率可以升高電壓、減少兩個(gè)電極的距離等,通入空氣是在酸性溶液中氧化單質(zhì)銅生成銅鹽;
(2)若忽略硫酸鐵的其他損耗,理論上在反應(yīng)中鐵離子被還原為亞鐵離子,亞鐵離子在陽極失電子會(huì)生成鐵離子;
(3)趁熱過濾防止晶體析出;
(4)出過程中常加入NaCl,一方面可以提供Cl-以解決硫包裹問題,抑制銅礦粉氧化過程中的鈍化,另一方面可以增加溶液中H+的活性和溶液導(dǎo)電性;
(5)電解硫酸銅溶液生成硫酸、銅和氧氣,結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù),溶液中為生成的硫酸和剩余的硫酸銅溶液,據(jù)此判斷溶液中離子濃度大。

解答 解:(1)為了加快電化浸出速率可以升高電壓、減少兩個(gè)電極的距離等,通入空氣是在酸性溶液中氧化單質(zhì)銅生成銅鹽,反應(yīng)的離子方程式為:2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O,
故答案為:升高電壓、減少兩個(gè)電極的距離;2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O;
(2)若忽略硫酸鐵的其他損耗,F(xiàn)e3+被還原后得到Fe2+,F(xiàn)e2+在陽極放電生成Fe3+,實(shí)現(xiàn)了浸出劑的循環(huán),不需要補(bǔ)充硫酸鐵,
故答案為:不需要;Fe3+被還原后得到Fe2+,F(xiàn)e2+在陽極放電生成Fe3+,實(shí)現(xiàn)了浸出劑的循環(huán);
(3)浸出液必須趁熱過濾,主要原因是防止硫酸銅晶體析出,
故答案為:防止硫酸銅晶體析出;
(4)出過程中常加入NaCl,一方面可以提供Cl-以解決硫包裹問題,抑制銅礦粉氧化過程中的鈍化,另一方面可以增加溶液中H+的活性和溶液導(dǎo)電性,
故答案為:增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性;
(5)若電解200 mL 1 mol•L-1的硫酸銅溶液,當(dāng)溶液的pH=0(假設(shè)溶液的體積沒有變化),c(H+)=1mol/L,n(H2SO4)=$\frac{1}{2}$n(H+)=$\frac{1}{2}$×0.2L×1mol/L=0.1mol,電解化學(xué)方程式:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4,反應(yīng)生成銅0.1mol電子轉(zhuǎn)移總數(shù)0.2mol,此時(shí)電路中通過的電子數(shù)目為0.2NA,溶液中為0.1molCuSO4和0.1molH2SO4混合溶液中離子濃度大小為:c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-),
故答案為:0.2NA;c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-),

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)提純分離過程分析,主要是物質(zhì)性質(zhì)、電解原理等知識(shí)的理解應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.已知:
Ⅰ.冠心平F是降血脂、降膽固醇的藥物,它的一條合成路線如下:

(1)A為一元羧酸,8.8g A與足量NaHCO3溶液反應(yīng)生成2.24L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),A的分子式為C4H8O2
(2)寫出符合A分子式的所有甲酸酯的結(jié)構(gòu)簡式:
(3)B是氯代羧酸,其核磁共振氫譜有兩個(gè)峰,寫出B→C的反應(yīng)方程式:
(4)C+E→F的反應(yīng)類型為取代反應(yīng).
(5)寫出A和F的結(jié)構(gòu)簡式:A;F
(6)D的苯環(huán)上有兩種氫,它所含官能團(tuán)的名稱為羥基、氯原子;寫出b所代表的試劑為氫氧化鈉水溶液.
Ⅱ.有機(jī)物H的分子式為C2H2O3,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),且具有酸性.
(7)H有多種合成方法,在方框中寫出由乙酸合成H的路線流程圖(其他原料任選).
合成路線流程圖示例如下:CH3CHO$→_{催化劑,△}^{H_{2}}$CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.在國際環(huán)境問題中,一次性使用聚苯乙烯材料帶來的“白色污染”極為嚴(yán)重.這種材料難分解,處理麻煩.最近研制出了一種新材料:能代替聚苯乙烯,它是由乳酸縮聚而成,能在乳酸菌的作用下降解而消除對(duì)環(huán)境的污染.下列關(guān)于聚乳酸的說法正確的是( 。
A.聚乳酸是一種純凈物B.聚乳酸的單體是
C.聚乳酸是一種羧酸D.其聚合方式和乙烯相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.X、Y、Z三種短周期元素,它們的原子序數(shù)之和為16.X、Y、Z三種元素的常見單質(zhì)在常溫下都是無色氣體,在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖變化:
一個(gè)B分子中含有的Z原子個(gè)數(shù)比C分子中少1個(gè),B、C兩種分子中的電子數(shù)均等于10.請(qǐng)回答下列問題:
(1)X元素在周期表中的位置第二周期VIA族.
(2)X、Y、Z三種元素可組成一種強(qiáng)酸W,金屬銅與W的濃溶液反應(yīng),寫出該化學(xué)方程式Cu+4HNO3=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,W體現(xiàn)了ac的性質(zhì)(填序號(hào)).
a.氧化性          b.還原性         c.酸性
(3)將A與X的混合氣體通入水中,恰好完全反應(yīng)生成強(qiáng)酸W,寫出該化學(xué)方程式4NO+3O2+2H2O=4HNO3
(4)探究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)酸W發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),濃度越稀,對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中元素化合價(jià)越低.在一定條件下,少量的鎂與足量極稀的W充分反應(yīng),生成還原產(chǎn)物的化合價(jià)最低,若生成的還原產(chǎn)物為0.1mol,則參加反應(yīng)的W為1mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.要除去氯化亞鐵溶液中的少量氯化鐵,可行的辦法是( 。
A.滴入KSCN溶液B.通入氯氣C.滴入NaOH溶液D.加入鐵粉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.以下說法正確的是(  )
A.苯與液溴在FeBr3的催化作用下,發(fā)生取代反應(yīng)
B.二氧化硫有漂白、殺菌性能,可在食品生產(chǎn)中大量使用
C.實(shí)現(xiàn)化石燃料清潔利用,就無需開發(fā)新能源
D.葡萄糖、蔗糖、淀粉在催化劑作用下,均可以發(fā)生水解反應(yīng)

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19.化學(xué)與生活、生產(chǎn)密切相關(guān),下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.大力防治 PM2.5 的污染防治,可減少霧霾天氣
B.“84 消毒液”具有強(qiáng)氧化性,可作環(huán)境的消毒劑
C.發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),利用太陽能、風(fēng)能實(shí)現(xiàn)城市照明
D.可以用福爾馬林溶液保存海鮮產(chǎn)品

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.室溫下,用0.10mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.10mol/L的HA和HB溶液,滴定曲線如圖所示.下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.當(dāng)Ⅰ代表HB,b點(diǎn)時(shí)體系中有:c(B-)+c(HB)=0.05mol/L
B.滴定分析中,甲基橙不能用做滴定曲線Ⅰ中的指示劑
C.a點(diǎn)時(shí)的溶液中離子濃度最大的是c(Na+
D.若Ⅱ代表HA的滴定曲線,則Ka(HB)≈10-5

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究Al與CuCl2溶液的反應(yīng).
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
。t色物質(zhì)附著于鋁片表面
ⅱ.大量無色氣體從紅色物質(zhì)表面逸出,放出大量的熱
ⅲ.燒杯底部出現(xiàn)白色沉淀
(1)現(xiàn)象ⅰ中的紅色物質(zhì)是Cu.
(2)經(jīng)檢驗(yàn)現(xiàn)象ⅱ中的無色氣體為氫氣.
①甲認(rèn)為Al與H+反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣,用離子方程式表示溶液中存在大量H+的原因Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+
②氫氣從紅色物質(zhì)表面逸出的原因是Cu和Al在酸性條件下形成原電池,Cu為正極,H+在正極表面得電子生成氫氣.
(3)探究白色沉淀的化學(xué)成分.
查閱資料:Cu+可與濃氨水反應(yīng)生成Cu(NH32+(無色),該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化變?yōu)樗{(lán)色.
乙認(rèn)為白色沉淀可能是CuCl,并通過實(shí)驗(yàn)證明其猜測(cè)正確,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.取白色沉淀,充分洗滌;
b.向其中加入濃氨水,沉淀溶解得到無色溶液,將無色溶液分為兩份;
c.取其中一份無色溶液…
d.將另一份無色溶液放置于空氣中,一段時(shí)間后,溶液變?yōu)樗{(lán)色.
①步驟c的實(shí)驗(yàn)方案是加入足量的稀硝酸,再滴加幾滴硝酸銀溶液.
②用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋CuCl溶于濃氨水的原因CuCl在水溶液中存在平衡:CuCl(s)?Cu+(aq)+Cl-(aq),加入濃氨水,濃氨水與Cu+反應(yīng)生成Cu(NH32+,Cu+濃度減小,平衡正向移動(dòng),促進(jìn)CuCl溶解.
(4)探究CuCl產(chǎn)生的原因.
①丙猜測(cè)可能是Cu與CuCl2溶液反應(yīng)生成了CuCl,因?yàn)镃u具有還原性.
②取Cu粉與1mol/L CuCl2溶液混合,無白色沉淀產(chǎn)生,丙再次分析Al與CuCl2溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案,證明了Cu與CuCl2溶液反應(yīng)生成了CuCl,改進(jìn)之處是加熱.

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