D.推广细菌冶金体现了绿色化学理念,有利于经济可持续发展。
(2)氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸,写出硫与氧气及水反应生成硫酸的化学方程式:__________。
(3)某贫矿中含黄铜矿(CuFeS2)1%,适用细菌法冶炼,最后经浸取、置换、萃取和电解等步骤可得到铜,设过程中铜的总利用率为90%,则368 t这种矿物可冶炼铜多少千克? 答案:(1)C(2)2S+3O2+2H2O ═2H2SO4(3)1152 kg 解析:(1)因细菌冶矿是在常温下进行的,故能耗低,A项正确;由于火法冶炼含硫矿会产生二氧化硫并难以回收,而细菌冶矿是在水溶液中进行的,不产生SO2,故B项正确;细菌由蛋白质构成,对环境的适应性差,超出了一定的温度范围,细菌就难以成活,故C项不正确;D项显然正确。
(2)只要找出反应物和生成物,并根据元素守恒和原子守恒将其配平即可。
64 (3)368 t×1%××90%=1.152 t=1152 kg
184典题训练
2008年9月25日“神舟”七号回天时,带回的材料之一是二硫化钼(MoS2),说明钼材料具有科研价值。钼是银灰色的难熔金属,常见化合价为+6价、+5价、+4价,常温下钼在空气中很稳定,高于600 ℃时很快被氧化成三氧化钼(MoO3);辉钼精矿(主要成分为MoS2)是生产钼的主要原料。制取过程包括氧化焙烧三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤,工艺流程图如下:
NH3·H2O 辉钼精矿 氧化焙烧 焙砂 浸出 钼酸铵溶液 净化 HCl 中和结晶 NH3·H2O 多钼酸铵 溶解 钼酸铵溶液 蒸发结晶 仲钼酸铵 锻烧 三氧化钼 还原 H2 钼粉 烧结成型 钼条 (1)辉钼精矿在600 ℃下进行氧化焙烧可转化为MoO3同时产生SO2气体,主要反应的化学方程式为 。
(2)三氧化钼的制取为:将焙砂(主要成分:MoO3)用氨水浸出,与氨水反应生成钼酸铵[(NH4)2MoO4],反应的离子方程式为 ;该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。将所得钼酸铵[(NH4)2MoO4]溶液加热到55~650C,用盐酸调节至溶液的pH=2,搅拌析出多钼酸铵晶体[(NH4)2O·mMoO3·nH2O]。为除去钙、镁、钠等杂质,将多钼酸铵重新溶于氨水形成钼酸铵,使氨挥发后生成仲钼酸铵晶体[(NH4)2O·7MoO3·4H2O],将仲钼酸铵晶体脱水、煅烧可得纯度为99.95%的三氧化钼(MoO3)。
(3)金属钼粉的生产:工业上在管状电炉中用氢气分两步还原三氧化钼得到钼粉: ①在450~6500C下:MoO3+H2═MoO2+H2O ②在900~9500C下:MoO2+2H2═Mo+2H2O
某同学根据上述还原原理,认为还可用 等还原剂还原MoO3得到钼粉。
(4)现有含MoS2质量分数为85%的某辉钼精矿100t,在空气中高温煅烧生成三氧化钼,转化率为90%,三氧化钼被还原生成钼的转化率为95%,计算理论上制得质量分数为95%的钼的质量为 (Mo的相对原子质量为96)。 答案:(1)2MoS2+7O2高温 2MoO3+4SO2(2)MoO3+2NH3·H2O ═2NH4++MoO42+H2O;
-
不是(3)CO
6
(4)45.9 t 解析:(1)根据题目提示可以很快写出该反应的化学方程式:2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2。
-
(2)MoO3+2NH3·H2O═2NH4++MoO42+H2O。
(3)制取纯净的钼粉必须用气体还原剂还原三氧化钼,气体还原剂也可选用CO。 (4)m(MoS2)=100 t×85%=85 t,多步反应的转化率之积等于起始反应物的转化率,即在制备钼的过程中,二硫化钼的总转化率为90%×95%=85.5%,设该辉钼精矿理论上能制得95%的钼的质量为x,则有:
MoS2 ~ MoO3~ Mo 160 96 85 t×90%×95% 95%×x
96?85?90%?95%=45.9 t。
160?95%【感悟高考】
1.(2011·山东高考)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是 A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B.三者的单质放置在空气中只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al 2.(2010·上海)由5molFe2O3 、4molFe3O4和3mol FeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是
A. 4∶3 B.3∶2 C.3∶1 D.2∶l
3.(2009·海南高考)用足量的CO还原13.7g某铅氧化物,把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后质量为8.0g,则此铅氧化物的化学式是
A.PbO B.Pb2O3 C.Pb3O4 D.PbO2 4.(2009·广东高考)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是
A.锡青铜的熔点比纯铜高。
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用。 C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快。
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程。
5.(2012海南化学卷)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收
的过程简述如下:I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液: II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
-
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×1038 回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 :
(2)过程I 加入铁屑的主要作用是 ,分离得到固体的主要成分是 ,
从固体中分离出铜需采用的方法是 ;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为 ; (4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。(列式计算) 6.(2012山东卷)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
x=
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石英砂 石英砂 焙烧 焙烧 黄铜矿 冰铜(mCu2S?nFeS) 空气
空气 气体A 泡铜(Cu2O、Cu) 熔渣B
Al 高温
电解精炼 粗铜 精铜
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在 (填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是 (注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。 (4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,
下列说法正确的是 。
a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,
其正极电极反应式为 。 7.(2012新课程卷) 铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐
均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g
-
的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH的阴离子交换
---
柱,使Cl和OH发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L1的盐酸滴定,
滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值: (列出计算过程)
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.1,则
该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO
在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 ;与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。
8.(2009·北京高考)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略);
I 从废液中提纯并结晶处FeSO4·7H2O。
II将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。 IV 将浊液过滤,用90°C热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。 V煅烧FeCO3,得到FeCO3固体。 已知:NH4HCO3在热水中分解。
(1)I中,加足量的铁屑出去废液中的Fe2+,该反应的离子方程式是 (2)II中,需加一定量硫酸,运用化学平衡原理简述硫酸的作用
(3)III中,生成FeCO3的离子方程式是 。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是 。
--
(4)IV中,通过检验SO42来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42操作是
8
是 。
(5)已知煅烧 FeCO3的化学方程式是4 FeCO3+O2高温 2Fe2O3+4CO2,现煅烧464.0kg的FeCO3,得到316.8kg产品,若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是 kg
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(摩尔质量/g·mol1;FeCO3 116 Fe2O3 160 FeO 72)
9.(2009·山东高考)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
孔雀石
稀H2SO4
SiO2 溶液A CO2 CaCl2溶液 NH3·H2O
试剂①
溶液B CuO 过滤 Fe(OH)3 溶液C
CuSO4·H2O
CaCO3
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为 (填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 (填代号)。 a.KMnO4 b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。 (3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入) (填化学式)。若实验过程中有氨气逸出,应选用下列 装置回收(填代号)。
多孔球泡
a b c d
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应 ,直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。 【考点精练】
1.(2011·河南省许昌新乡一模)以下几种由类推得出的结论正确的是 A.Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3,Pb3O4也可以写成PbO·Pb 2O3 B.Sn2+有强的还原性,Pb2+也有强的还原性。
C.Fe和Cl2直接化合能得到FeCl3,Cu和Cl2直接化合也能得到CuCl2 D.Na在空气中点燃后生成Na2O2,Li在空气中点燃后也生成Li2O2 2.(2011·苏州一中模拟)加热条件下,将24g CuO、Fe2O3的混合物与充足的CO完全反应,并将反应后的气体全部通入到澄清石灰水中,得到白色沉淀40g。下列有关叙述中不正确的是
A.原混合物中CuO与Fe2O3物质的量的比为l︰l B.反应后所得CO2的质量为40g C.参加反应的CO的质量为11.2g
D.原混合物中CuO与Fe2O3的质量比为1︰2 3.(2011·河南信阳一模)在Fe2(SO4)3溶液中,加入ag铜,完全溶解后,再加bg铁,
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充分反应后得到cg残余固体,且a>c,则下列说法正确的是
A.残余固体是铜和铁 B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+ C.将残余固体加入到稀H2SO4中,有气泡产生。 D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+ 4.(2011·安徽省望江中学月考)下列物质中能与Fe3+反应,且反应中Fe3+作氧化剂的是
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①SCN ②Fe ③Fe2+ ④Cu ⑤I ⑥OH
A.①②④⑤ B.①②④ C.②④⑤ D.全部 5.(2010·西安模拟)汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学》杂志最近发表了一篇文章,对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑,汞合金补牙材料中除了水银外,还有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法中不正确的是
A.汞合金是一种具有金属特性的熔合物 B.汞合金的强度和硬度比锡的大 C.汞合金的熔点比汞的低 D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
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6.(2010·安徽名校联考)将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 1.8 mol·L1 HNO3溶液中,当固体混合物完全溶解后,在标准状况下生成1.12 L NO(假设HNO3的还
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原产物仅此一种),再向反应后的溶液中加入1.0 mol·L1的NaOH溶液,若要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少应为
A.300 mL B.400 mL C.450 mL D.500 mL
7.(2011·东北三校高三一模)A、B、C、D、E是中学化学常见的5种化合物,其中A、B是氧化物。单质X、Y是生活中常见的金属,相关物质间的转化关系如下图所示(部分反应物与产物已略去):
试剂1 C 试剂1 B Y 试剂2 X A 试剂2 D Y E
(1)若试剂l与试剂2不属于同类物质,则X与试剂l反应的离子方程式
是 。
(2)若试剂1和试剂2相同,且E溶液加热蒸干并灼烧后可得到A,则A的化学式
是 。
①检验物质D的溶液中金属离子的实验操作是 。 ②将物质C溶于水,其溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),原因用离子方程式可表示为 。 (3)若E溶液隔绝空气加热蒸干后可得到该溶液的溶质,工业上以E、稀硫酸和NaNO2
为原料来制备高效净水剂Y(OH)SO4,反应中有NO生成,该反应的化学方程式是 。 8.(2011·河南商丘市一中高三月考)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如下图(部分产物已略去):试回答:
A +D +D B C 一定条件 一定条件 (1)若D是具有氧化性的单质,则属于主族的金属A为 (填元素名称)。
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字和离子方程式表示) ;将适量的D与稀盐酸恰好反应后的溶液在空气中加热蒸干并在350℃下灼烧后所得固体物质的化学式为_____________________________。
(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B。
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