Question

3．銅是一種重要的有色金屬，近些年來銅的用途越來越廣泛．銅礦有輝銅礦（主要成分為Cu₂S）、斑銅礦（主要成分為Cu₅FeS₄）、藍(lán)銅礦[主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃]及黃銅礦（主要成分為CuFeS₂）等．
（1）下列四種化合物中含銅量最高的是a（填序號(hào)）．
   a．Cu₂S   b．Cu₅FeS₄    c．Cu₂（OH）₂CO₃    d．CuFeS₂
（2）2014年國精煉銅產(chǎn)量796萬噸，若全部由含Cu₂S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的銅礦冶煉得到，則需該銅礦的質(zhì)量為3109.4萬噸（保留一位小數(shù)）．
（3）為了充分利用銅資源，某工廠擬用黃銅灰（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃、SiO₂等）制取金屬銅，并可得副產(chǎn)物鋅鹽，其生產(chǎn)流程如圖：
回答下列問題：
①濾渣1的主要成分為Cu．
②濾液1加入Zn粉主要被還原的陽離子有Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺（寫離子符號(hào)）．
③濾渣1及濾渣2需再進(jìn)行焙燒，其原因是便于除去銅塊內(nèi)部包裹的鋅等雜質(zhì)；用濃硫酸二次浸取可能產(chǎn)生的有毒氣體是SO₂，凈化的方法是用氨水吸收．
④除鐵時(shí)，先加入稀硫酸及過氧化氫溶液將鐵氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)pH，使鐵形成Fe（OH）₃沉淀除去．
⑤電解時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu．電解后剩余電解液可循環(huán)利用，其方式是加入ZnO中和后與濾液2合并制備ZnSO₄•7H₂O．

Answer 1

分析 （1）含銅量=$\frac{所有銅的相對(duì)原子質(zhì)量}{物質(zhì)的含銅量}$；
（2）根據(jù)化學(xué)式Cu₂S計(jì)算銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并計(jì)算一定質(zhì)量的Cu₂S物質(zhì)中銅元素的質(zhì)量，物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就是該元素的質(zhì)量與組成物質(zhì)的元素總質(zhì)量之比；
（3）黃銅灰中加入稀硫酸，稀硫酸可Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe₂O₃反應(yīng)，濾渣1為銅和少量的SiO₂，濾液1主要含有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入鋅粉，鋅粉可與Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺反應(yīng)生成銅和鐵單質(zhì)，濾渣2主要為銅和鐵單質(zhì)和過量的鋅，焙燒便于除去銅塊內(nèi)部包裹的鋅等雜質(zhì)，濃硫酸與銅反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，二氧化硫可用氨水吸收；電解硫酸銅溶液可得到銅單質(zhì)，鋅離子在溶液不放電，加入ZnO中和后與濾液2合并制備ZnSO₄•7H₂O．

解答 解：（1）a．Cu₂S中含銅量為$\frac{128}{160}$=0.8；b．Cu₅FeS₄中含銅量為$\frac{320}{504}$=0.63；c．Cu₂（OH）₂CO₃中含銅量為$\frac{128}{221}$=0.58；d．CuFeS₂中含銅量為$\frac{64}{184}$=0.35，故答案為：a；
（2）Cu₂S中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{64×2}{160}$×100%=80%；則X噸含Cu₂S 32%的銅礦石中含銅元素質(zhì)量=Xt×80%×32%=796萬t
解得X=3109.4萬噸，故答案為：3109.4；
（3）①濾渣1為銅和少量的SiO₂，主要成分為Cu，故答案為：Cu；
②鋅粉可與Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺反應(yīng)生成銅和鐵單質(zhì)，被還原的陽離子有Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，故答案為：Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺；
③焙燒便于除去銅塊內(nèi)部包裹的鋅等雜質(zhì)，濃硫酸與銅反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，可用氨水吸收，故答案為：便于除去銅塊內(nèi)部包裹的鋅等雜質(zhì)；SO₂；用氨水吸收；
④氫氧化鐵的溶解度比氫氧化亞鐵小，將鐵氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)pH，使鐵形成Fe（OH）₃沉淀除去，故答案為：調(diào)節(jié)pH；
⑤電解時(shí)，陰極得電子：Cu²⁺+2e^-=Cu；鋅離子在溶液不放電，加入ZnO中和后與濾液2合并制備ZnSO₄•7H₂O，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；加入ZnO中和后與濾液2合并制備ZnSO₄•7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握制備原理及實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度不大．