Question

7．富氧底吹熔池?zé)掋~新工藝是比較成熟和完善的先進(jìn)工藝，該工藝中銅的回收率達(dá)到7.98%，金、銀等黃金屬的回收率都超過97%，其反應(yīng)爐工業(yè)流程如圖所示．

（1）該新工藝的優(yōu)點(diǎn)之一是混合礦料不需干燥、磨細(xì)，煙氣進(jìn)入余熱鍋爐后，在氣一液一固三相高溫“乳化液”中，爐料很快熔化并迅速反應(yīng)，經(jīng)靜電除塵后進(jìn)入酸廠回收利用，該工藝體現(xiàn)綠色化學(xué)的學(xué)科思想
（2）該新工藝的優(yōu)點(diǎn)之二是首次投科需要添加少量的燃料，當(dāng)反應(yīng)充分啟動后就不再需要投放燃料，說明反應(yīng)爐中的反應(yīng)總體來說是放熱反應(yīng)
（3）此法主要用于冶煉黃銅礦（主要成分：CuFeS₂）經(jīng)過反應(yīng)爐充分煅燒后，最終化合態(tài)的銅生成固相Cu和氣相SO₂，請寫出冶煉黃銅礦過程中三個重要反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂②2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂③2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑
（4）從放銅琉口放出的銅硫中還含有鐵和硫，用吹練法出去鐵和硫是火法冶煉組銅的最后一道工序，吹練過程分為兩個階段，第一階段是使鐵氧化造渣，主要反應(yīng)為：①2FeS+3O₂+SiO₂=2FeO•SiO₂+2SO₂；第二階段是時前面工藝余下的CuS氧化成組銅，主要反應(yīng)為：②Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂，下列關(guān)于反應(yīng)①、②的分析錯誤的是BC（填答案選項(xiàng)的序號）
A．反應(yīng)②的氧化劑只有O₂
B．硫元素在反應(yīng)①和②中均被氧化
C．反應(yīng)①和②中都有共價鍵的破壞和新共價鍵的形成
（5）如圖渣包中的爐渣含有FeO₃、FeO、SiO₂等，從以下提供的試劑中選用合適的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)爐渣中的FeO提供的試劑：KMnO₂溶液、KSCN溶液、稀硫酸、稀鹽酸
所選試劑是：稀硫酸KMnO₄溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：稀硫酸浸取爐渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色
（6）“氧氣底吹熔煉”工藝在造硫熔煉過程中，可以做到不需要配煤燃料，以黃銅礦（純度為0.90，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為98%）為銅，處理1噸黃銅礦可減排CO₂200kg，若年產(chǎn)20萬噸銅，則每年可減排CO₂5.34×10⁴萬噸（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）SO₂回收利用，防止污染環(huán)境；
（2）開始反應(yīng)要提供熱量，后來不需要了，說明自身是放熱反應(yīng)；
（3）化合態(tài)的銅生成銅和SO₂，則前兩部反應(yīng)生成的Cu₂S和Cu₂O反應(yīng)生成Cu和SO₂；
（4）反應(yīng)②中Cu₂S既是氧化劑又是還原劑，反應(yīng)①、②中都存在O₂中的共價鍵被破壞和SO₂ 中共價鍵的形成；
（5）FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O，F(xiàn)e²⁺具有還原性，可使酸性KMnO₄溶液褪色；
（6）由信息可知，以黃銅礦（純度為0.90，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為98%）為銅，結(jié)合年產(chǎn)20萬噸銅計(jì)算處理的黃銅礦，再處理1噸黃銅礦可減排CO₂ 200kg來計(jì)算．

解答 解：（1）SO₂回收利用，防止污染環(huán)境，體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，故答案為：綠色化學(xué)；
（2）開始反應(yīng)要提供熱量，后來不需要加熱，說明自身是放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
（3）最終化合態(tài)的銅生成銅和SO₂，前兩部反應(yīng)生成的Cu₂S和Cu₂O反應(yīng)生成Cu和SO₂，則冶煉黃銅礦過程中三個重要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂、2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑，故答案為：2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂；2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑；
（4）反應(yīng)②中Cu₂S既是氧化劑又是還原劑，反應(yīng)①、②中都存在O₂中的共價鍵被破壞和SO₂ 中共價鍵的形成，故答案為：BC；
（5）FeO+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O，F(xiàn)e²⁺具有還原性，可使酸性KMnO₄溶液褪色，則選擇試劑為稀硫酸、KMnO₄溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為稀硫酸浸取爐渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色，
故答案為：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取爐渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色；
（6）由信息可知，以黃銅礦（純度為0.90，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為98%）為銅，則若年產(chǎn)20萬噸銅，處理的黃銅礦為$\frac{20×1{0}^{4}}{\frac{1×0.9}{184}×64×98%}$=2.67×10⁹t，處理1噸黃銅礦可減排CO₂200kg，則每年可減排CO₂為2.67×10⁹t×200kg/t=5.34×10¹¹kg=5.34×10⁴萬噸，
故答案為：5.34×10⁴．

點(diǎn)評 本題考查Cu及其化合物的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重金屬及化合物性質(zhì)及氧化還原反應(yīng)應(yīng)用的考查，（6）中計(jì)算為解答的難點(diǎn)，注意習(xí)題中的信息及遷移應(yīng)用的能力，題目難度中等．