【題目】金屬及其化合物在生產(chǎn)中用途廣泛。
Ⅰ.從含銅豐富的自然資源黃銅礦(CuFeS2)冶練銅的工藝流程如下:
已知:CuFeS2+3CuCl2=4CuCl↓+FeCl2+2S↓
(1)浸取時(shí),若改用FeCl3溶液,也能生成CuCl和S,該反應(yīng)化學(xué)方程式為 。
(2)若過(guò)濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl2,則將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后,所得固體的化學(xué)式為 。
(3)調(diào)節(jié)溶液的pH后,除生成Cu外,還能產(chǎn)生一種金屬離子,此金屬離子是 。(填離子符號(hào))
(4)過(guò)濾3所得濾液中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 ,為保持流程持續(xù)循環(huán),每生成1molCu,理論上需補(bǔ)充CuCl2的物質(zhì)的量為 。
Ⅱ.利用生產(chǎn)硼砂的廢渣——硼鎂泥(主要成分為MgCO3、SiO2,還含有少量Fe2O3、MnO、CaO等)為主要原料制取輕質(zhì)碳酸鎂[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工業(yè)流程如下:
(1) 寫出“酸溶”一步中,MgCO3和硫酸反應(yīng)的離子方程式 。
(2) 濾渣2的主要成分有MnO2和_____________,寫出生成MnO2的離子方程式____________________。
(3)“合成”時(shí)需通蒸汽至80 ℃,邊加熱邊攪拌,溫度控制在80 ℃的原因是________________________(只需寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式)。
【答案】Ⅰ.(1)CuFeS2+3FeCl3=CuCl↓+4FeCl2+2S↓(2分)
(2)Fe2O3(1分)(3)Cu2+(1分)
(4)HCl和CuCl2(2分),0.5mol(2分)
Ⅱ.(1)MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑(1分)
(2)Fe(OH)3(1分)Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-(2分)
(3)(NH4)2CO32NH3↑+H2O+CO2↑(2分)
【解析】
試題分析:Ⅰ.(1)浸取時(shí),若改用FeCl3溶液,也能生成CuCl和S,該反應(yīng)化學(xué)方程式為 CuFeS2 + 3FeCl3=CuCl↓+ 4FeCl2 + 2S↓。
(2)濾液中只含FeCl2,存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,加熱促進(jìn)水解,F(xiàn)e(OH)2在空氣中易氧化生成Fe(OH)3,生成的Fe(OH)3受熱分解,最終所得固體的化學(xué)式為Fe2O3。
(3)+1價(jià)的Cu在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng),生成0價(jià)和+2價(jià)銅,故調(diào)節(jié)溶液的pH后,除生成Cu外,還能產(chǎn)生一種金屬離子,此金屬離子是Cu2+;
(4)過(guò)濾3所得濾液中含有HCl和CuCl2,可以循環(huán)使用,每生成1molCu,理論上需補(bǔ)充CuCl2的物質(zhì)的量為0.5mol。
Ⅱ.由制備流程可知,硼鎂泥的主要成分為MgCO3、SiO2,還有少量Fe2O3、MnO、CaO等,向廢渣中加硫酸時(shí)SiO2不溶解,過(guò)濾得到濾渣1為二氧化硅,NaClO具有氧化性,能將Mn2+氧化為MnO2,調(diào)節(jié)pH生成MnO2、Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾得濾渣2為MnO2、Fe(OH)3,再經(jīng)過(guò)系列除雜后所得溶液中加碳酸銨溶液,得到輕質(zhì)碳酸鎂,則
(1)MgCO3和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和二氧化碳,反應(yīng)方程式為MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑;
(2)根據(jù)上面的分析可知濾渣2的主要成分為MnO2、Fe(OH)3,次氯酸鈉能氧化錳離子生成MnO2,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-;
(3)“合成”時(shí)在溶液中加碳酸銨溶液,得到輕質(zhì)碳酸鎂、硫酸銨和水,溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢,溫度過(guò)高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會(huì)分解,反應(yīng)的方程式為(NH4)2CO3 2 NH3↑+H2O + CO2↑。
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B.增大壓強(qiáng)同時(shí)又升高溫度,反應(yīng)速率加快且可以提高Z的產(chǎn)率
C.降低溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大
D.增加X的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率增大
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離子方程式為: 。
(3)已知 F是氧化性最強(qiáng)的元素,在與其他元素化合時(shí)只表現(xiàn)出負(fù)價(jià),在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+O2↑+9HF反應(yīng)中,若有27克H2O參加反應(yīng),則被水還原的BrF3的分子數(shù)為 。
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