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黄铜矿(CuFeS2)是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏,常含微量的金、银等.右图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图:(1)CuFeS2中,Fe的化合价为.(2)写
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黄铜矿(CuFeS2)是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏,常含微量的金、银等.右图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图:
(1)CuFeS2中,Fe的化合价为___.
(2)写出“反应Ⅰ”的离子方程式___,该反应的氧化剂是___.
(3)CuCl难溶于水,但可与过量的Cl-反应生成溶于水的[CuCl2]-.该反应的离子方程式为___.
(4)反应Ⅰ~V五个反应中属于非氧化还原反应的是反应___(选填“Ⅰ~V”).
(5)已知Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为C u2+和Cu,由此可推知“溶液A”中的溶质为___(写出化学式).
(6)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程反应的离子方程式为___
(7)将一定量的铁红溶于160mL 5mol•L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束共收集到气体2.24L(标准状况),经检测溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为___.
(1)CuFeS2中,Fe的化合价为___.
(2)写出“反应Ⅰ”的离子方程式___,该反应的氧化剂是___.
(3)CuCl难溶于水,但可与过量的Cl-反应生成溶于水的[CuCl2]-.该反应的离子方程式为___.
(4)反应Ⅰ~V五个反应中属于非氧化还原反应的是反应___(选填“Ⅰ~V”).
(5)已知Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为C u2+和Cu,由此可推知“溶液A”中的溶质为___(写出化学式).
(6)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程反应的离子方程式为___
(7)将一定量的铁红溶于160mL 5mol•L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束共收集到气体2.24L(标准状况),经检测溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为___.
▼优质解答
答案和解析
氯化铁具有氧化性,能氧化黄铜矿,根据产物知反应I为CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓,然后过滤得到固体CuCl和S和滤液,向滤液中加入碳酸钠发生反应II,发生的离子反应方程式为Fe2++CO32-=FeCO3↓,过滤得到FeCO3,在空气中灼烧FeCO3得到氧化铁,反应III为4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2;
向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液,发生反应IV为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,过滤得到Na[CuCl2],再加入水发生反应V生成Cu和溶液A,Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为C u2+和Cu,则A为CuCl2、NaCl,
(1)CuFeS2中S为-2价、Cu为+2价,Fe的化合价为+2价,故答案为:+2;
(2)反应I的离子方程式为CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓,该反应中FeCl3、CuFeS2都得电子,所以CuFeS2、FeCl3都作氧化剂,
故答案为:CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓;CuFeS2、FeCl3;
(3)该反应离子方程式为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,故答案为:Cl-+CuCl=[CuCl2]-;
(4)这些反应中只有II和IV为非氧化还原反应,故答案为:Ⅱ、Ⅳ;
(5)反应Ⅴ为Na[CuCl2]和H2O的反应,根据题给信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl2,所得的溶液中的溶质是CuCl2、NaCl,故答案为:CuCl2、NaCl;
(6)在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,则应有硫酸参加反应,且生成硫酸铜,硫酸铁和水,反应的方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,离子反应方程式为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O,
故答案为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O;
(7)氢气的物质的量为
=0.1mol,
Fe~~~~2HCl~~~H2,
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根据氯原子守恒,所以氯化铁的物质的量为
×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol,
Fe~~~2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g,
故答案为:11.2g.
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向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液,发生反应IV为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,过滤得到Na[CuCl2],再加入水发生反应V生成Cu和溶液A,Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为C u2+和Cu,则A为CuCl2、NaCl,
(1)CuFeS2中S为-2价、Cu为+2价,Fe的化合价为+2价,故答案为:+2;
(2)反应I的离子方程式为CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓,该反应中FeCl3、CuFeS2都得电子,所以CuFeS2、FeCl3都作氧化剂,
故答案为:CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓;CuFeS2、FeCl3;
(3)该反应离子方程式为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,故答案为:Cl-+CuCl=[CuCl2]-;
(4)这些反应中只有II和IV为非氧化还原反应,故答案为:Ⅱ、Ⅳ;
(5)反应Ⅴ为Na[CuCl2]和H2O的反应,根据题给信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl2,所得的溶液中的溶质是CuCl2、NaCl,故答案为:CuCl2、NaCl;
(6)在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,则应有硫酸参加反应,且生成硫酸铜,硫酸铁和水,反应的方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,离子反应方程式为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O,
故答案为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O;
(7)氢气的物质的量为
2.24L |
22.4L/mol |
Fe~~~~2HCl~~~H2,
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根据氯原子守恒,所以氯化铁的物质的量为
1 |
2 |
Fe~~~2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g,
故答案为:11.2g.
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