Question

6．一種以黃銅礦和硫磺為原料制取銅和其他產(chǎn)物的新工藝，原料的綜合利用率較高．其主要流程如下．請回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O，CuCl₂^-中銅元素的化合價為+1，該反應(yīng)中的氧化劑是O₂．
（2）一定溫度下，在反應(yīng)Ⅲ所得的溶液中加入硫酸，可以析出硫酸銅晶體而不析出氯化銅晶體，其原因可能是該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅、加入硫酸，有利于析出硫酸銅晶體．
（3）煉鋼時，可將鐵紅投入熔融的生鐵中，以降低生鐵的含碳量，該過程中主要反應(yīng)的化學方程式是3C+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO↑．
（4）SO₂尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是形成酸雨．
（5）已知反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為Cu²⁺+CuS+4Cl^-═2CuCl₂^-+S，反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物為FeS₂和CuS．（填化學式）

Answer 1

分析 黃銅礦與S在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)镕eS₂、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl₂混合溶液 發(fā)生反應(yīng)Cu²⁺+CuS+4Cl^-=2[CuCl₂]^-+S↓，過濾得到濾液中通入空氣發(fā)生反應(yīng)4CuCl₂^-+O₂+4H⁺=4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O，一定溫度下，在反應(yīng)Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，結(jié)晶分離得到硫酸銅晶體，加入鐵還原溶液得到銅；濾渣分離得到FeS和S，F(xiàn)eS₂通入空氣灼燒得到氧化鐵和二氧化硫，氧化鐵煉鋼，二氧化硫制備硫酸，
（1）氯離子的化合價為-1價，據(jù)此可判斷銅元素的化合價；根據(jù)氧化劑在反應(yīng)中得到電子，化合價降低判斷該反應(yīng)的氧化劑；
（2）考慮產(chǎn)物的溶解度，溶解度小的先從溶液中析出；
（3）煉鋼時，可將鐵紅投入熔融的生鐵中，濾液碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和一氧化碳；
（4）二氧化硫排放到大氣中易形成酸雨；
（5）由流程結(jié)合反應(yīng)方程式可知黃鐵礦分解生成的Fe、Cu均為+2價，據(jù)此可判斷反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物．

解答 解：銅礦與S在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)镕eS₂、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl₂混合溶液 發(fā)生反應(yīng)Cu²⁺+CuS+4Cl^-=2[CuCl₂]^-+S↓，過濾得到濾液中通入空氣發(fā)生反應(yīng)4CuCl₂^-+O₂+4H⁺=4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O，一定溫度下，在反應(yīng)Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，結(jié)晶分離得到硫酸銅晶體，加入鐵還原溶液得到銅；濾渣分離得到FeS和S，F(xiàn)eS₂通入空氣灼燒得到氧化鐵和二氧化硫，氧化鐵煉鋼，二氧化硫制備硫酸，
（1）CuCl₂^-中氯離子的化合價為-1價，2個氯離子為-2價，則銅元素的化合價為+1價；
反應(yīng)4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O中，O₂得到電子被還原，則O₂為氧化劑，
故答案為：+1；O₂；
（2）相同條件下硫酸銅的溶解度小，則該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以向反應(yīng)Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，
故答案為：該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅、加入硫酸，有利于析出硫酸銅晶體；
（3）煉鋼時，可將鐵紅投入熔融的生鐵中，濾液碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和一氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為：3C+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO↑，
故答案為：3C+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO↑；
（4）SO₂尾氣直接排放到大氣中，二氧化硫溶于水形成亞硫酸，而亞硫酸容易被空氣中氧氣氧化成硫酸，導致雨水酸性增強，易形成酸雨，
故答案為：形成酸雨；
（5）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為Cu²⁺+CuS+4Cl^-═2CuCl₂^-+S，結(jié)合流程可知，黃鐵礦分解生成的Fe、Cu均為+2價，則反應(yīng)I的產(chǎn)物為：FeS₂、CuS，
故答案為：FeS₂；CuS．

點評 本題以實際化工生產(chǎn)“黃銅礦的綜合利用”為背景，考查了元素化合物知識、氧化還原反應(yīng)及環(huán)境保護等知識，題目難度中等，明確實驗原理為解答關(guān)鍵，注意掌握氧化還原反應(yīng)實質(zhì)及特征，試題培養(yǎng)了學生的靈活應(yīng)用能力．