Question

【題目】銅在自然界中常以多種形態(tài)存在，現(xiàn)以孔雀石礦石[成分為Cu2(OH)2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3等]為原料生產(chǎn)主產(chǎn)品膽礬和副產(chǎn)品鐵紅的工藝流程如圖：

（1）氣體1的成分除H2O（g）外，還有CO2、SO2，寫出步驟①中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _______________，若反應(yīng)生成1mol SO2，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___________mol。濾液1的主要成分為__________（寫化學(xué)式）

（2）目前工業(yè)生產(chǎn)中步驟③酸浸的百分率為70%，為進(jìn)一步提高酸浸的百分率可采取的措施有_________________（答出兩點）。

（3）步驟④調(diào)pH所用試劑為_____________ （寫化學(xué)式）

（4）常溫下濾液3的pH=4，Ksp[Fe(OH) 3]=4×10-38，則濾液3中c（Fe3+）=___________。

（5）步驟⑤操作為_______________________________________________________.。

（6）假設(shè)使用孔雀石礦石質(zhì)量為m kg，步驟③酸浸的百分率為70%，經(jīng)濾渣2所得鐵紅的質(zhì)量為n kg，則：
①鐵紅的用途之一為________，

②孔雀石礦石中鐵元素的含量為________。

Answer 1

【答案】4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2 6.5mol Na2SiO3（多寫Na2CO3也可） 升高溫度、增大酸的濃度 CuO[或CuCO3、Cu(OH)2等] 4×10-8 mol/L 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥（或烘干） 作紅色油漆和涂料 ×100%

【解析】

孔雀石礦石的成分為Cu2（OH）2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3，生產(chǎn)主產(chǎn)品膽礬和副產(chǎn)品鐵紅，由流程可知，①中Cu2（OH）2CO3灼燒生成CO2，且發(fā)生4CuFeS+13O2=4CuO+2Fe2O3+8SO2，則氣體1為CO2、SO2，熔塊含CuO、Na2SiO3、Fe2O3，水浸后濾液1含Na2SiO3，濾渣1含CuO、Fe2O3，酸浸后濾液2含硫酸鐵、硫酸銅，調(diào)節(jié)pH過濾分離出濾渣2為Fe（OH）3，Fe（OH）3加熱生成鐵紅，濾液3中含硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌分離出膽礬，以此來解答。

（1）氣體1的成分除H2O（g）外，還有CO2、SO2，步驟①中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)中氧氣做氧化劑，由0價降低為-2價，每個氧原子得到2個電子，根據(jù)方程式可知生成8mol SO2，氧氣得到52mol電子，即轉(zhuǎn)移52mol電子，所以生成1mol SO2反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.5mol；根據(jù)分析可知濾液1的主要成分為Na2SiO3，

故答案為：；6.5mol；Na2SiO3（多寫Na2CO3也可）；

（2）目前工業(yè)生產(chǎn)中步驟③酸浸的百分率為70%，為進(jìn)一步提高酸浸的百分率可采取的措施有升高溫度、增大酸的濃度，
故答案為：升高溫度、增大酸的濃度；
（3）步驟④調(diào)pH所用試劑為CuO[或CuCO3、Cu（OH）2等]，可促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，且不引入新雜質(zhì)，
故答案為：CuO[或CuCO3、Cu（OH）2等]；
（4）室溫下濾液3的pH=4，Ksp[Fe（OH）3]=4×10-38，則濾液3中c（Fe3+）= mol/L=4×10-8 mol/L，
故答案為：4×10-8mol/L；
（5）步驟⑤操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；

（6）①鐵紅的用途之一為作紅色油漆和涂料，

②假設(shè)使用孔雀石質(zhì)量為m kg，步驟③酸浸的百分率為70%，經(jīng)濾渣2所得鐵紅的質(zhì)量為n kg，由鐵元素守恒可知，孔雀石礦石中鐵元素的含量為×100%=×100%，
故答案為：×100%。