Question

由黄铜矿（主要成分是CuFeS₂）炼制精铜的工艺流程示意图如图1：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物．该过程中两个主要反应的化学方程式是

 

、

 

；
（2）冰铜（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%～50%．转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼．冰铜中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是

 

、

 

；
（3）海水呈弱碱性，主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、HCO₃^-等离子．反射炉中所产生的有毒烟气可利用海水处理，其工艺流程如图2所示：
①向曝气池中通入空气的目的是

 

．
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比，浓度可能改变的离子是

 

．（不考虑海水的体积因素）
a．Cl^-       b．SO₄^2-        c．Br^-        d．HCO₃^-
③若将反射炉中所产生的有毒烟气中的主要成分与NaOH溶液中的溶质按1：1反应，所得溶液呈酸性或碱性的原因是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物：产物为Cu₂S、FeS；部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物：产物为FeO；反射炉内生成炉渣的主要成分是FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化为Cu₂O：2Cu₂S+3O₂

高温  .

2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O与Cu₂S反应：2Cu₂O+Cu₂S 

高温  .

6Cu+2SO₂↑；
（3）①含SO₂的烟气可利用海水脱硫，向曝气池中通入空气的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化为SO₄^2-；
②由上一问可知硫酸根浓度肯定增大，天然海水呈弱碱性，通入空气后曝气池中的海水会生成酸性物质会消耗HCO₃^-，HCO₃^-会减少；
③过量的二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，据此分析溶液酸碱性．

解答： 解：（1）黄铜矿与空气反应生成Cu₂S、FeS，根据化合价升降相等配平，反应方程式为：2CuFeS₂+O₂

高温  .

Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS和氧气反应生成FeO，根据化合价升降相等，配平方程式为：FeS+3O₂

高温  .

2FeO+2SO₂，生成炉渣的主要成分为：FeSiO₃，
故答案是：2CuFeS₂+O₂

高温  .

Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS+3O₂ 

高温  .

2FeO+2SO₂ ；
（2）Cu₂S被氧化为Cu₂O的反应方程式为：2Cu₂S+3O₂

高温  .

2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O与Cu₂S发生反应的方程式为：2Cu₂O+Cu₂S

高温  .

6Cu+2SO₂↑，
故答案是：2Cu₂S+3O₂

高温  .

2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S 

高温  .

6Cu+2SO₂↑；
（3）①含SO₂的烟气可利用海水脱硫，向曝气池中通入空气的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化为SO₄^2-，故答案为：将H₂SO₃、HSO₃^-等氧化为SO₄^2-；
②天然海水呈弱碱性，通入空气后曝气池中的海水会生成酸性物质，会导致HCO₃^-减少，故答案为：d；
③氢氧化钠溶液能够与二氧化硫气体1：1反应生成亚硫酸氢钠，反应的离子方程式为：SO₂+OH^-═HSO₃^-，亚硫酸氢根离子电离大于水解，溶液呈酸性，
故答案为：亚硫酸氢根离子电离大于水解，溶液呈酸性．

点评：本题考查铜及其化合物的性质，特别是阅读信息、处理信息的能力，难度稍大．