Question

【題目】金屬及其化合物在生產中用途廣泛。

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，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，該反應化學方程式為 。

（2）若過濾1所得濾液中只含FeCl2，則將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，所得固體的化學式為 。

（3）調節溶液的pH后，除生成Cu外，還能產生一種金屬離子，此金屬離子是 。(填離子符號)

（4）過濾3所得濾液中可以循環使用的物質有 ，為保持流程持續循環，每生成1molCu，理論上需補充CuCl2的物質的量為 。

Ⅱ．利用生產硼砂的廢渣——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碳酸鎂[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工業流程如下：

（1） 寫出“酸溶”一步中，MgCO3和硫酸反應的離子方程式 。

（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________________________（只需寫出相應的化學方程式）。

Answer 1

【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，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，該反應化學方程式為 CuFeS2 + 3FeCl3＝CuCl↓+ 4FeCl2 + 2S↓。

（2）濾液中只含FeCl2，存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，加熱促進水解，Fe(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式為Fe2O3。

（3）+1價的Cu在酸性條件下發生歧化反應，生成0價和+2價銅，故調節溶液的pH后，除生成Cu外，還能產生一種金屬離子，此金屬離子是Cu2+；

（4）過濾3所得濾液中含有HCl和CuCl2，可以循環使用，每生成1molCu，理論上需補充CuCl2的物質的量為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SiO2不溶解，過濾得到濾渣1為二氧化硅，NaClO具有氧化性，能將Mn2+氧化為MnO2，調節pH生成MnO2、Fe（OH）3沉淀，過濾得濾渣2為MnO2、Fe（OH）3，再經過系列除雜后所得溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質碳酸鎂，則

（1）MgCO3和硫酸反應生成硫酸鎂和二氧化碳，反應方程式為MgCO3＋2H+＝Mg2+＋H2O＋CO2↑；

（2）根據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，反應的離子方程式為Mn2＋＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H＋＋Cl－；

（3）“合成”時在溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質碳酸鎂、硫酸銨和水，溫度過低反應速率慢，溫度過高輕質碳酸鎂、碳酸銨會分解，反應的方程式為(NH4)2CO3 2 NH3↑+H2O + CO2↑。