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矿石中提纯制备类试验
非选择题(共15题)
1.辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示:(已知:硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳、四氯化碳和苯。)
(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式:____________。
(2)“回收S”过程中温度限制在50~60℃之间,不宜过高或过低的缘由是_____________________。
(3)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该反应的化学方程式为_________________。向“滤液M”中加入(或通入)____(填字母),可得到另一种可循环利用的物质。?a.铁b.氯气c.高锰酸钾
(4)“保温除铁”过程中,加入CuO的目的是__________________;“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中,加入HNO3调整溶液的pH,其理由是___________。
(5)洗涤硝酸铜晶体的洗涤剂可以运用下列物质中的______________。
a.酒精b.热水c.饱和硝酸铜溶液
2.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品位的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有生成。
①该反应的离子方程式为____________________________________________。
②该反应在25~50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其缘由:_____________________________________________________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可实行的措施有____________________(至少写出两点)。
(3)为稳定浸出液的pH,生产中须要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液。某小组在试验室对该缓冲体系进行了探讨:25℃时,向amol·L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol·L-1的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性。则NH3·H2O的电离常数Kb=________(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿渐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环运用的物质有________(填化学式),微生物参与反应的离子方程式为______________________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2mol生成时,理论上消耗O2的物质的量为________。
3.硫酸亚铁晶体俗称绿矾(FeSO4?7H2O),重铬酸钠晶体俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),它们都是重要的化工产品。工业上以铬铁矿[主要成分是[Fe(CrO2)2]为原料制备绿矾和红矾钠的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为+3价,则Fe(CrO2)中铁元素的化合价为______________。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成__________。
(3)煅烧铬铁矿时,矿石中的Fe(CrO2)2转变成可溶于水的Na2CrO4,反应的化学方程式如下:
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
①该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为________________。
②为了加快该反应的反应速率,可实行的措施是_________________(填一种即可)。
⑷已知CrO42-在氢离子浓度不同的酸性溶液中有不同的反应。如:
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必需适量的缘由是________________。
②混合溶液乙中溶质的化学式为______________________。
(5)写出Fe与混合溶液丙反应的主要离子方程式_________________。检验溶液丁中无Fe3+的方法是:_____________。从溶液丁到绿矾的试验操作为蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
4.氧化钴
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