【題目】黃銅礦(CuFeS2)是冶煉銅及制備鐵氧化物的重要礦藏,常含微量的金、銀等.右圖是以黃銅礦為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅(氧化鐵)顏料的工藝流程圖:

(1)CuFeS2中,Fe的化合價為____________

(2)寫出反應(yīng)Ⅰ的離子方程式___________,該反應(yīng)的氧化劑是__________

(3)CuCl難溶于水,但可與過量的Cl-反應(yīng)生成溶于水的[CuCl2]-.該反應(yīng)的離子方程式為___

(4)反應(yīng)Ⅰ~V五個反應(yīng)中屬于非氧化還原反應(yīng)的是反應(yīng)_______(選填Ⅰ~V”)

(5)已知Cu+在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),歧化為Cu2+Cu,由此可推知溶液A”中的溶質(zhì)為____________(寫出化學(xué)式)

(6)在酸性、有氧條件下,一種叫Thibacillusferroxidans的細(xì)菌能將黃銅礦轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,該過程反應(yīng)的離子方程式為______________

【答案】+2 CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓ CuFeS2、FeCl3 Cl-+CuCl=[CuCl2]- Ⅱ、Ⅳ CuCl2、NaCl 4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O

【解析】

根據(jù)產(chǎn)物中有CuClS,知反應(yīng)I發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。氯化鐵具有氧化性,能氧化黃銅礦,過濾得到固體CuClS,鐵的化合價降低得到FeCl2溶液。向FeCl2溶液中加入碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)II,得到FeCO3,過濾得到FeCO3,在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵。向CuClS的混合物中加入NaCl溶液,得到Na[CuCl2]配合物的溶液和S單質(zhì)。Na[CuCl2]溶液再加入水發(fā)生反應(yīng)V生成Cu和溶液A,Cu在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),歧化為Cu2Cu,則ACuCl2NaCl。

(1)CuFeS2S-2價、Cu+2價,Fe的化合價為+2價;

(2) 根據(jù)產(chǎn)物中有CuClS,可知反應(yīng)I發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。氯化鐵具有氧化性,能氧化黃銅礦。在1molCuFeS2中,Cu的化合價從+2降低到+1, S的化合價從-2升高到0,則1molCuFeS2在反應(yīng)中升高化合價一共為3價。Fe3的化合價從+3降低到+2,化合價降低1價,化合價升降守恒,CuFeS2Fe3+的比例為1:3,再根據(jù)電荷守恒和原子守恒配平,有反應(yīng)I的離子方程式為CuFeS2+3Fe3+Cl=4Fe2+CuCl+2S↓,該反應(yīng)中FeCl3中的Fe化合價降低、CuFeS2中的Cu化合價降低,所以CuFeS2FeCl3都作氧化劑;

(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化合價不變,利用電荷守恒和原子守恒可以配平該粒子方程式,有離子方程式為Cl+CuCl=[CuCl2];

(4)反應(yīng)Ⅰ中,CuFeS2中的S化合價從-2升高到0,反應(yīng)Ⅰ是氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)Ⅲ中,FeCO3中的Fe的化合價為+2,鐵紅Fe2O3中的鐵為+3,化合價發(fā)生改變,為氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)Ⅴ中,[CuCl2]-中Cu的化合價從+1,變成了+20,化合價發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng)。只有反應(yīng)IIIV中各元素的化合價沒有發(fā)生變化,為非氧化還原反應(yīng),故答案為:Ⅱ、Ⅳ;

(5)反應(yīng)Ⅴ為Na[CuCl2]在水存在條件下發(fā)生的歧化反應(yīng),根據(jù)題給信息知生成物有Cu,根據(jù)原子守恒,則生成還有NaClCuCl2,均溶于水,則所得的溶液A中的溶質(zhì)是CuCl2、NaCl,故答案為:CuCl2、NaCl;

(6)在酸性溶液中,細(xì)菌利用氧氣可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽,則硫酸鹽為硫酸銅,硫酸鐵。在1molCuFeS2中,S的化合價從-2升高到+6,Fe的化合價從+2升高到+3,則1molCuFeS2在反應(yīng)中升高化合價一共為17價。O2的化合價從0降低到-2,化合價一共降低4價,化合價升降守恒,CuFeS2O2的比例為4:17,再根據(jù)電荷守恒和原子守恒配平反應(yīng)的方程式,有離子反應(yīng)方程式為:4CuFeS2+4H+17O2=4Cu2+4Fe3+8SO42+2H2O。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】微生物燃料電池(MFC)為可再生能源的開發(fā)和難降解廢棄物的處理提供了一條新途徑。某微生物燃料電池示意圖如圖所示(假設(shè)廢棄物為乙酸鹽)。下列說法錯誤的是( )

A.甲室菌為好氧菌,乙室菌為厭氧菌

B.甲室的電極反應(yīng)式為

C.該微生物燃料電池(MFC)電流的流向:由b經(jīng)導(dǎo)線到a

D.電池總反應(yīng)式為

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【題目】甲醛()在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH),以下說法中正確的是

A. 甲醛分子間可以形成氫鍵B. 甲醛分子和甲醇分子內(nèi)C原子均采取sp2雜化。

C. 甲醛為極性分子D. 甲醇的沸點遠(yuǎn)低于甲醛的沸點

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【題目】過二硫酸鉀(K2S2O8)在科研與工業(yè)上有重要用途。

(1)S2O82-的結(jié)構(gòu)式為[]2-,其中S元素的化合價為_____。在Ag+催化下,S2O82-能使含Mn2+的溶液變成紫紅色,氧化產(chǎn)物是_____(填離子符號)。

(2)某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理燃煤鍋爐煙氣,提高了煙氣處理效率,處理液還可以作為城市植被綠化的肥料。

①脫硫過程中,當(dāng)吸收液pH=6時,n(SO32-)﹕n(HSO3-)=____。[已知:25℃時,Ka1(H2SO3)=1.5×10-2;Ka2(H2SO3)=1.0×10-7]

②脫硝過程中依次發(fā)生兩步反應(yīng):第1步K2S2O8將NO氧化成HNO2,第2步K2S2O8繼續(xù)氧化HNO2,第2步反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________;一定條件下,NO去除率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。80℃時,若NO初始濃度為450 mg·m-3,t min達(dá)到最大去除率,NO去除的平均反應(yīng)速率:v(NO) =_______mol.L-1·min-1(列代數(shù)式)。

(3)過二硫酸鉀可通過“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得,電解裝置如下圖所示。

①電解時,鐵電極連接電源的______極。

②常溫下,電解液中含硫微粒主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。已知,硫酸的二級電離常數(shù)1.02×10-2,在陽極放電的離子主要是HSO4-,陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為________,陽極的電極反應(yīng)式為________

③往電解產(chǎn)品中加入硫酸鉀,使其轉(zhuǎn)化為過二硫酸鉀粗產(chǎn)品,提純粗產(chǎn)品的方法是____________。

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【題目】將下列物質(zhì)進(jìn)行分類:

HH;②O2O3;③乙醇(C2H5OH)與甲醚(CH3—O—CH3);④正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)與異丁烷()

(1)互為同位素的是_____(填序號、下同);

(2)互為同系物的是_____;

(3)互為同分異構(gòu)體的是_____。

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【題目】氮、鉻及其相關(guān)化合物用途非常廣泛。回答下列問題:

(1)基態(tài)N原子的核外電子排布式為___,Cr位于元素周期表第四周期___族。

(2) CrK位于同一周期且最外層電子數(shù)相同,兩種元素原子第一電離能的大小關(guān)系為___;Crcl3的熔點(83)CrF3的熔點(1100)低得多,這是因為___

(3) Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:

①陰離子C1O4的空間構(gòu)型為___形。

②配離子中,中心離子的配位數(shù)為___,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為___鍵。

③配體H2 NCH2 CH2 NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是______ ,分子中三種元素電負(fù)性從大到小的順序為___

(4)氮化鉻的熔點為1770℃,它的一種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其密度為5. 9 g·cm 3,氮化鉻的晶胞邊長為___(列出計算式)nm.

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【題目】1.為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下的反應(yīng)的部分產(chǎn)物,并測定鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某化學(xué)活動小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,并完成以下實驗探究。

(1)往圓底燒瓶中加入m g鐵碳合金,并滴入過量濃硫酸,未點燃酒精燈前,A、B中均無明顯現(xiàn)象,其原因是:①常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng);___________

(2)點燃酒精燈,反應(yīng)一段時間后,A中逸出氣體的速率仍然較快,除因反應(yīng)溫度較高外,還可能的原因是___________________。

(3)裝置B的作用是___________________________。

(4)甲同學(xué)觀察到裝置C中有白色沉淀生成,他認(rèn)為使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳。裝置A中能產(chǎn)生二氧化碳的化學(xué)方程式為___________________。

(5)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯誤的,他認(rèn)為為了確認(rèn)二氧化碳的存在,需在裝置BC之間添加裝置M。裝置EF中盛放的試劑分別是______、_____。重新實驗后證明存在CO2,則裝置F中的現(xiàn)象是______________

(6)有些同學(xué)認(rèn)為合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用KMnO4溶液來測定(5Fe2++Mn+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O)。測定鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實驗步驟如下:

.往燒瓶A中加入過量銅使溶液中的Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+,過濾,得到濾液B;

.將濾液B稀釋為250 mL;

.取稀釋液25.00 mL,用濃度為c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定實驗消耗KMnO4溶液體積的平均值為V mL。

①步驟Ⅱ中,將濾液B稀釋為250 mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還必須要用到的是_________

②判斷滴定終點的標(biāo)志是_____________________。

③鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________。

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【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )

A.無色透明的溶液中: Fe3+、Mg2+SCN 、Cl

B.=1×10-12的溶液中:K+Na+、CO32、NO3

C.的溶液中: K+、NH4+MnO4、SO42

D.能使甲基橙變紅的溶液中: Na+、NH4+SO42、HCO3

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【題目】所謂手性分子是指在分子中,當(dāng)一個碳原子上連有彼此互不相同的四個原子或原子團(tuán)時,稱此分子為手性分子,中心碳原子為手性碳原子。凡是有一個手性碳原子的物質(zhì)一定具有光學(xué)活性。例如,有機(jī)化合物有光學(xué)活性。則該有機(jī)化合物分別發(fā)生如下反應(yīng)后,生成的有機(jī)物仍有光學(xué)活性的是(  )

A. 與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)

B. NaOH水溶液共熱

C. 與銀氨溶液作用

D. 在催化劑存在下與氫氣作用

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