Question

【題目】金屬及其化合物在生產(chǎn)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(shí)，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，該反應(yīng)化學(xué)方程式為 。

（2）若過(guò)濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl2，則將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，所得固體的化學(xué)式為 。

（3）調(diào)節(jié)溶液的pH后，除生成Cu外，還能產(chǎn)生一種金屬離子，此金屬離子是 。(填離子符號(hào))

（4）過(guò)濾3所得濾液中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 ，為保持流程持續(xù)循環(huán)，每生成1molCu，理論上需補(bǔ)充CuCl2的物質(zhì)的量為 。

Ⅱ．利用生產(chǎn)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(zhì)碳酸鎂[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工業(yè)流程如下：

（1） 寫(xiě)出“酸溶”一步中，MgCO3和硫酸反應(yīng)的離子方程式 。

（2） 濾渣2的主要成分有MnO2和_____________，寫(xiě)出生成MnO2的離子方程式____________________。

（3）“合成”時(shí)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(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)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(shí)，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，該反應(yīng)化學(xué)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(jìn)水解，F(xiàn)e(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(xué)式為Fe2O3。

（3）+1價(jià)的Cu在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成0價(jià)和+2價(jià)銅，故調(diào)節(jié)溶液的pH后，除生成Cu外，還能產(chǎn)生一種金屬離子，此金屬離子是Cu2+；

（4）過(guò)濾3所得濾液中含有HCl和CuCl2，可以循環(huán)使用，每生成1molCu，理論上需補(bǔ)充CuCl2的物質(zhì)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(shí)SiO2不溶解，過(guò)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(diào)節(jié)pH生成MnO2、Fe（OH）3沉淀，過(guò)濾得濾渣2為MnO2、Fe（OH）3，再經(jīng)過(guò)系列除雜后所得溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂，則

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

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

（3）“合成”時(shí)在溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂、硫酸銨和水，溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢，溫度過(guò)高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會(huì)分解，反應(yīng)的方程式為(NH4)2CO3 2 NH3↑+H2O + CO2↑。