(2013•资阳一模)如图是某有色金属冶炼厂以某铜矿石(主要成分为Cu2S,且含有Fe、Zn硫化物)为原料冶炼铜的工艺流

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  • 解题思路:(1)某铜矿石主要成分为Cu2S,流程分析判断Cu2S和氧气反应生成铜和二氧化硫;依据烟气的成分为二氧化硫,结合二氧化硫的用途分析作用;

    (2)根据电解原理分析电解精炼铜的阳极材料为粗铜;精铜做电解槽的阴极,铜离子得到电子发生还原反应写出阴极的电极反应,粗铜中的铁、锌等金属电解时是电子,依据电子守恒可知电解质溶液中铜离子难度减小;

    (3)根据溶度积越大溶解度越大,随pH升高最先沉淀的是对应强氧化物的溶度积最小的离子分析;加入双氧水能够将亚铁离子氧化成铁离子,据此写出反应的离子方程式.

    (3)根据溶度积越大溶解度越大,随pH升高最先沉淀的是对应强氧化物的溶度积最小的离子分析;加入双氧水能够将亚铁离子氧化成铁离子,据此写出反应的离子方程式;

    (4)依据金属和稀硝酸反应生成的一氧化氮气体发生的氧化还原反应电子守恒计算分析.

    (1)某铜矿石主要成分为Cu2S,流程分析判断Cu2S和氧气反应生成铜和二氧化硫,反应的化学方程式Cu2S+O2

    高温

    .

    2Cu+SO2;依据烟气的成分为二氧化硫,结合二氧化硫的用途分析作用,废气可综合利用其制备硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐等,

    故答案为:Cu2S+O2

    高温

    .

    2Cu+SO2;硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐等;

    (2)根据电解原理分析电解精炼铜的阳极材料为粗铜;精铜做电解槽的阴极,铜离子得到电子发生还原反应写出阴极的电极反应为Cu2++2e-=Cu,粗铜中的铁、锌等金属电解时是电子,依据电子守恒可知电解质溶液中铜离子难度减小;

    故答案为:Cu2++2e-=Cu;变小;

    (3)①根据表中氢氧化物的溶度积可知,氢氧化铁的溶度积最小,其溶解度最小,所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子;

    ②双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,

    故答案为:Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;

    (4)将一定量该合金样品与某浓度的稀硝酸反应,当加入硝酸10mL,剩余金属1.8g,生成NO(标况)0.224L;再加入硝酸10mL,剩余金属0.96g,又生成NO(标况)0.224L,继续加入硝酸10mL,金属恰好全部溶解,又生成NO(标况)0.224L;

    剩余金属1.8g,说明反应一定存在铁被稀硝酸氧化为亚铁离子,依据电子守恒Fe~Fe2+~2e-,HNO3~NO~3e-,生成一氧化氮为0.01mol,则消耗铁物质的量为0.015mol,质量=0.015mol×56g/mol=0.84g;再加入硝酸10mL,剩余金属0.96g,金属质量减少为=1.8g-0.96g=0.84g,说明溶解的是铁,此时溶液中生成的是亚铁离子;

    继续加入硝酸10mL,金属恰好全部溶解,又生成NO(标况)0.224L;若是减少的金属铜,则依据电子守恒可知质量减少为0.015mol×64g=0.96g,则金属减少0.96g;

    由上述分析,金属铁为0.03mol,铜物质的量为0.015mol,合金中铁和铜物质的量之比为0.03:0.015=2:1,

    故答案为:Fe2+;2:1.

    点评:

    本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量;离子方程式的书写;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;铜金属及其重要化合物的主要性质.

    考点点评: 本题主要考查了工业电解冶炼金属铜原理、物质的分离和提纯、离子方程的书写,题目难度中等,注意掌握电解原理、物质的分离和提纯方法,试题培养了学生的分析、理解能力和实验设计能力.