Question

【题目】金属及其化合物在生产中用途广泛。

Ⅰ.从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶练铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS2+3CuCl2＝4CuCl↓+FeCl2+2S↓

（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为 。

（2）若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为 。

（3）调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是 。(填离子符号)

（4）过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有 ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为 。

Ⅱ．利用生产硼砂的废渣——硼镁泥(主要成分为MgCO3、SiO2，还含有少量Fe2O3、MnO、CaO等)为主要原料制取轻质碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工业流程如下：

（1） 写出“酸溶”一步中，MgCO3和硫酸反应的离子方程式 。

（2） 滤渣2的主要成分有MnO2和_____________，写出生成MnO2的离子方程式____________________。

（3）“合成”时需通蒸汽至80 ℃，边加热边搅拌，温度控制在80 ℃的原因是________________________（只需写出相应的化学方程式）。

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】

试题分析：Ⅰ.（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为 CuFeS2 + 3FeCl3＝CuCl↓+ 4FeCl2 + 2S↓。

（2）滤液中只含FeCl2，存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，加热促进水解，Fe(OH)2在空气中易氧化生成Fe(OH)3，生成的Fe(OH)3受热分解，最终所得固体的化学式为Fe2O3。

（3）+1价的Cu在酸性条件下发生歧化反应，生成0价和+2价铜，故调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是Cu2+；

（4）过滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2，可以循环使用，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol。

Ⅱ.由制备流程可知，硼镁泥的主要成分为MgCO3、SiO2，还有少量Fe2O3、MnO、CaO等，向废渣中加硫酸时SiO2不溶解，过滤得到滤渣1为二氧化硅，NaClO具有氧化性，能将Mn2+氧化为MnO2，调节pH生成MnO2、Fe（OH）3沉淀，过滤得滤渣2为MnO2、Fe（OH）3，再经过系列除杂后所得溶液中加碳酸铵溶液，得到轻质碳酸镁，则

（1）MgCO3和硫酸反应生成硫酸镁和二氧化碳，反应方程式为MgCO3＋2H+＝Mg2+＋H2O＋CO2↑；

（2）根据上面的分析可知滤渣2的主要成分为MnO2、Fe（OH）3，次氯酸钠能氧化锰离子生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2＋＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H＋＋Cl－；

（3）“合成”时在溶液中加碳酸铵溶液，得到轻质碳酸镁、硫酸铵和水，温度过低反应速率慢，温度过高轻质碳酸镁、碳酸铵会分解，反应的方程式为(NH4)2CO3 2 NH3↑+H2O + CO2↑。