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一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流...

一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

已知:“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S

回答下列问题:

(1)铁红的化学式为__________________

(2)“反应Ⅱ”的还原剂是_______________(填化学式);

(3)“反应III”的离子方程式为____________________________________

(4)辉铜矿的主要成分是Cu2S,可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成,有关转化如下如图 所示。转化时正极的电极反应式为___________________

(5)从辉铜矿中浸取铜元素,可用FeCl3作浸取剂。

①反应Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S,每生成1mol CuCl2,反应中转移电子的数目为______;浸取时,在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度。有关反应的离子方程式是__________

②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素的浸取率的变化如图,其原因是_______________

(6)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl(aq),该反应的平衡常数K __________________[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6 Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。

 

Fe2O3 CuS 4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O 2CuFeS2+6H++2e— = Cu2S+2Fe2++3H2S↑ 2mol或2NA 4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O 生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取 5.76×1030 【解析】 (1) 铁红是氧化铁; (2) 根据Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S,硫元素化合价升高; (3) 反应III [CuCl2]-被氧化为Cu2+; (4) 根据转化关系图,CuFeS2在正极得电子生成Cu2S、Fe2+、H2S。 (5)①根据反应Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S,每生成2mol CuCl2,转移4mol电子;氧气能把Fe2+氧化为Fe3+。 ②Cu2S难溶,生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取; (6)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K =。 (1) 铁红是氧化铁,化学式Fe2O3; (2) 根据Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S,硫元素化合价升高,所以CuS是还原剂; (3) 反应III,[CuCl2]-被氧气氧化为Cu2+,离子方程式为4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O; (4) 根据转化关系图,CuFeS2在正极得电子生成Cu2S、Fe2+、H2S,转化时正极的电极反应式为2CuFeS2+6H++2e— = Cu2S+2Fe2++3H2S↑。 (5)①根据反应Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S可知,每生成2mol CuCl2,转移4mol电子,每生成1mol CuCl2,反应中转移电子的数目为2NA;氧气能把Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O。 ②Cu2S难溶,生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取,所以洗涤时铜元素的浸取率的变化如图; (6)2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常数K = ==5.76×1030;
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工业上,从精制黑钨矿(FeWO4MnWO4)中提取金属钨的一种流程如下图所示,该流程同时获取副产物Fe2O3MnCl2

已知:I.过程①~④中,钨的化合价均不变;

Ⅱ.常温下钨酸难溶于水;

Ⅲ.25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×1038Ksp [Mn(OH)2]=4.0×1014

回答下列问题:

1)上述流程中的滤渣1”MnO2外还有_____气体除水蒸气、HCl外还有____(均填化学式)

2)过程①中MnWO4参与反应的化学方程式为______FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________

3)已知WO3(s)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g)  ΔH=a kJ·mol1

WO3(s)=WO3(g)  ΔH=b kJ·mol1

写出WO3(g)H2(g)反应生成W(s)的热化学方程式:_______

4)过程⑦在25℃时调pH,至少应调至_______(当离子浓度等于1.0×105mol·L1时,可认为其已沉淀完全)

5)过程⑧要获得MnCl2固体,在加热时必须同时采取的一项措施是__________

6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为NaxWO3,其中0<x<1,这类化合物具有特殊的物理化学性质,是一种低温超导体。应用惰性电极电解熔融的Na2WO4WO2混合物可以制备钠钨青铜,写出WO42-在阴极上放电的电极反应式:___________

 

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氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。

(1)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下:

①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:________________________

②写出ClO2发生器中的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目:_____________

(2)甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,其工作原理的示意图如下:

请回答下列问题:

Pt(a)电极是电池的_______极,电极反应式为______________________

(3)方法采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极反应式为______________________________________

 

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有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合,相关流程如图所示(电极未标出)。回答下列有关问题:

(1)电解池的阴极反应式为_____________

(2)通入空气一极的电极反应式为_____________。燃料电池中阳离子的移动方向是_____________ (“从左向右从右向左”)

(3)电解池中产生 2molCl2,理论上燃料电池中消耗标准状况下_____________LO2

(4) abc 由大到小的顺序为:_____________

(5)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,可由 KClO3H2SO4存在下与 Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_____________

 

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磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如下:

已知:碳酸锂在水中的溶解度,0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。

(1)上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

(2)“氧化”发生反应的离子方程式为__________;若用HNO3代替H2O2不足之处是_____

(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表:

pH

3.5

5.0

6.5

8.0

10.0

12.0

ω(Fe)/%

66.5

79.2

88.5

97.2

97.4

98.1

ω(Li)/%

0.9

1.3

1.9

2.4

4.5

8.0

 

则最佳的沉淀pH=________

(4)“沉锂" 时的温度应选(填标号)______为宜,并用___洗涤(填“热水" 或“冷水")。

a.90℃            b.60 ℃            c.30 ℃                d.0 ℃

(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为________

(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为________

 

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氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列有关含氮物质的问题:

(1)图是1molNO21molCO反应生成CO2NO过程中能量变化示意图,请写出NO2CO反应的热化学方程式______________________________________________

恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________填序号

A.容器内混合气体颜色不再变化    容器内的压强保持不变

C.v(NO2)=v(NO)                       容器内混合气体密度保持不变

(2)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:

N2(g)+O2(g)2NO(g) ∆H>0,已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4

该温度下,某时刻测得容器内N2O2NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L4.0×10-2mol/L3.0×10-3mol/L,此时反应的正反应速率和逆反应速率的关系:v_____v(“>”“<”“=”)

(3)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2=N2+2H2O。该电池放电时,负极的电极反应式是______________

(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式____________

 

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