题目
题型:不详难度:来源:
CuFeS2 + SiO2 + O2→ Cu + FeSiO3 + SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣;(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜;(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1) 写出上述各个分步反应(1,2,3,4)的化学方程式。
2) 给出总反应方程式的系数。
3) 据最新报道, 有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。
4) 最近我国学者发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4·5H2O,成本降低了许多。实验结果如下:
沸腾炉温度/℃ | 560 | 580 | 600 | 620 | 640 | 660 | |
生 成 物 | 水溶性Cu/% | 90.12 | 91.24 | 93.50 | 92.38 | 89.96 | 84.23 |
酸溶性Cu/% | 92.00 | 93.60 | 97.08 | 97.82 | 98.16 | 98.19 | |
酸溶性Fe/% | 8.56 | 6.72 | 3.46 | 2.78 | 2.37 | 2.28 |
(1) CuFeS2和O2主要反应的方程式为:
(2) 实际生产过程的沸腾炉温度为 600~620℃。控制反应温度的方法是:
(3) 温度高于600~620℃生成物中水溶性Cu (%)下降的原因是:
答案
(写S、SO3不写SO2不得分)
FeS + O2 =" FeO" + SO2 (1分)
(写S、SO3不写SO2不得分)
FeO + SiO2 = FeSiO3 (1分)
(写其他产物不得分)
2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O+ 2SO2 (1分)
(写S、SO3不写SO2不得分)
Cu2S+ 2Cu2O =" 6Cu" + SO2 (1分)
(写S、SO3不写SO2不得分)
不配平不得分。
(2)2CuFeS2 + 2SiO2 + 5O2 =" 2Cu" + 2FeSiO3 + 4SO2
(3)4CuFeS2 + 2H2SO4 + 17O2 = 4CuSO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O (4分)
(注:不写硫酸铁而写硫酸亚铁给一半分)
(4)(1) 4CuFeS2 + 17O2 = 4CuSO4 + 2Fe2O3 + 8SO2 (4分)
(2) 控制加入CuFeS2的速度,因CuFeS2与O2反应放热。 (2分)
(3) CuSO4 =" CuO" + SO3 (2分)
(答SO2 + 1/2O2不扣分)
(注:(1)的反应产物不写氧化铁写氧化亚铁或四氧化三铁也可以给一半分。
虽然实际反应产物是氧化铁, 但对中学生, 做出正确判断根据可能不足。)
解析
问题(2)配平总方程式的系数,比较费事,考查机敏。配平的方法很多,条条大路通罗马。比较简单的是不管黄铁矿里的铜、铁和硫应当是什么价态的,假设铁是+2价的,铜也是+2价的,硫是-2价的,这样,铁在反应后价态不变,就省事多了。这种假设不会出现错误,其原因是氧化还原的电子得失总数是一定的。
问题(3)也是写方程式,熟悉过去竞赛试题的选手可能觉得似曾相识,但并非陈题。根据给出的信息,不难首先得出这样的结论:反应得到的溶液由CuSO4和Fe3(SO4)2组成。因为有氧气参加反应,铜和铁均应成水溶液中的稳定高价,似不会弄错。考虑到学生可能的错误,判分标准比较松。这个反应的关键是产物里要添硫酸根,为此题面对反应的条件作了说明:酸性溶液;但为避免暗示过多,没有说要加硫酸。
分析应答结果,许多学生因不会正确书写离子方程式和分子方程式二而失分。他们写的方程式是“非驴非马”的既非离子方程式又非分子方程式的“混杂”方程式。这中错误是严重的,不利于今后的学习,不能给分。我们建议正常课堂教学要针对学生这种错误来训练。
问题(4)比前面的试题更推进一步,信息是以表格中的数据的形式间接地呈现的。表格用沸腾炉的温度首先排除学生对“沸腾”二字的可能误解,这里的“沸腾”并非意味着炉子里有水之类的溶剂(试题设计人估计学生并没有固体在上行气流冲击下如同沸腾的那种工业反应器的概念,并没有考察这样专门的知识,但中学老师说,沸腾炉的概念在讲黄铁矿制硫酸中讲到的)。表格还用水溶性铜、酸溶性铜和酸溶性铁的信息表明,沸腾炉里的含铁产物肯定不是铁的硫酸盐,因为并没有说有水溶性铁,因而可以得出结论:燃烧产物中的铁是以氧化物的方式存在的。(这正是与本题一开始的传统冶炼反应不同之处,否则为什么是最新成果,而且是我国学者的成果呢?)至于铁的氧化物为什么随温度升高溶于酸的程度降低?本题没有要求作答。这个知识大大超过中学生的知识水平。其实,氧化物的酸溶性随煅烧或烧结温度升高而下降是一个普遍现象。例如用作炼钢炉衬里的氧化镁就是经过高温烧结的酸溶性很差的氧化物,还可以举出的典型物质是刚玉(Al2O3),用作坩埚等高温容器,酸溶性极差。这些化学知识似应在优秀中学生中间做点普及,不要以为碱性或两性金属氧化物都易溶于酸(热力学上要溶,动力学上不溶!)。本题给分充分考虑了中学生的知识水平,比较宽松。
核心考点
试题【用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成: CuFeS2 + SiO2 + O2→ Cu + FeSiO3 + SO2事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)以铁为研究对象,仿照下图中的案例在框图处填写物质的化学式(所填写的反应物不属于同一类别的物质,生成物必须填写铁的化合物)。
(2)实验室要除去细碎铜屑中的少量铁屑,请用化学方法和物理方法将其除去。(只用简单的原理描述即可)
(3)据统计,每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产总量的四分之一。联系生活生产实际,举出防止钢铁生锈的两种常用方法:
①__________________________________________________________________。
②__________________________________________________________________。
(4)经研究发现,长期使用铁锅炒菜做饭,可有效地减少缺铁性贫血的发生,原因是______________________;如果在炒菜时经常加入适量的食用醋,效果会更好,理由是_________________________________。
A.裂纹处尘埃多,起催化作用 |
B.裂纹里面含水分 |
C.裂纹处铁的表面积大,反应快 |
D.原裂纹处的Fe2O3与盐酸反应,生成可溶的FeCl3 |
A.Ni | B.Cr | C.Au | D.Pt |
最新试题
- 1补写下列名篇中空缺的内容。(任选三小题作答,6分)小题1:庄生晓梦迷蝴蝶,_____________。沧海月明珠有泪,_
- 2与“雾月政变、滑铁卢、民主典”三个关键词都相关的人物是[ ]A.拿破仑B.克伦威尔C.路易十六D.罗伯斯庇尔
- 3请阅读下列材料:圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等,即如图(1),若弦AB、CD交于点P则PA·PB=PC
- 4听句子,选出与你所听句子意思相符的图片。 A. B. C. D. E.
- 5某作品大胆打破了文艺复兴以来的传统绘画方法,将捕绘的对象分解为几个平面,然后把这些平面重叠在一起。这种绘画风格属于[
- 6我国最大的淡水湖位于[ ]A.湖南省B.湖北省C.浙江省D.江西省
- 7直到19世纪末,人们一直认为原子是不可再分的.但是后来通过汤姆生发现电子的实验,人们才知道原子还可以再分成更小的粒子.(
- 8(15分)【20世纪的战争与和平】朕深鉴于世界大势及帝国之现状,欲采取非常之措施,收拾时局,兹告尔等臣民,朕已饬令帝国政
- 9给出定义:若m﹣<x≤m+(其中m为整数),则m叫做离实数x最近的整数,记作{x}=m.在此基础上给出下列关于函数f(x
- 10社会是复杂的,在社会上存在着许多不良的诱惑。如营业性网吧、电子游戏机、不适合未成年人的音像制品等,这警示我们[
热门考点
- 1在直角坐标系中,若点P(a-2,a+5)在y轴上,则点P的坐标为( )。
- 2二战后初期,美国的工业产量占资本主义世界的一半以上。美国经济繁荣的主要原因是A.拥有广阔的国际市场,大力发展科技教育B.
- 3曲面问题:从A到B,怎样走最近呢?
- 4已知p:x2+mx+1=0有两个不等的负根,q:方程4x2+4(m-2)x+1=0(m∈R)无实根,求:使p为真命题且q
- 5 I’m John.My father is a factory manager.He comes from Ameri
- 6—What’s wrong with our VCD?—I don’t know. Let’s have it
- 7已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1(1)求函数f(x)的极值点.(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k
- 8小明将500mL的矿泉水瓶装满水放入冰箱,第二天发现矿泉水瓶变粗了.请你帮小明填出矿泉水瓶的几个物理量.水的质量____
- 9下列说法中正确的是A.昆虫水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力在起作用B.悬浮在液体中的固体颗粒越大,布
- 10下列关于化学史方面的叙述中,不正确的是 [ ]A.最早发现电子的是英国科学家汤姆森B.最早用湿法炼铜的国家是印度