2020-2021高考化学 铜及其化合物推断题综合试题含详细答案
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2020-2021高考化学铜及其化合物推断题综合试题含详细答案
一、铜及其化合物
1.为探究黑色固体 X(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
(1)X的化学式是________________。
(2)写出固体甲与稀硫酸反应的离子方程式________________________。
【答案】CuO Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
【解析】
【分析】
根据框图逆推本题:气体能使带火星的木条复燃,说明隔绝空气加热会产生氧气;固体甲遇到硫酸产生蓝色溶液和紫红色固体单质乙,说明有铜产生,进而说明X中含有铜元素和氧元素,再根据质量守恒进行解答。
【详解】
(1)32.0gX隔绝空气加热分解放出的能使带火星的木条复燃的气体为氧气,质量为32.0g-28.8g=3.2g,证明X中含氧元素,28.8g固体甲和稀硫酸溶液反应生成蓝色溶液,说明含铜离子,证明固体甲中含铜元素,即X中含铜元素,铜元素和氧元素形成的黑色固体为CuO,所以X 为氧化铜,本题答案: CuO;
(2)由n(CuO)=32.0g÷80g∙mol-1=0.4mol,结合质量守恒得到n(O2)=3.2g÷32g∙m ol-1=0.1mol,由氧元素守恒得到甲中n(Cu): n(O)=0.4mol:(O.4mol-0.1mol×2)=2:1,固体甲的化学式为Cu2O,加稀硫酸后,产生蓝色溶液和固体单质乙,固体单质乙为Cu,蓝色溶液为硫酸铜,与稀硫酸反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;答案:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++
H2O。
2.在下图所示的物质转化关系中,A是常见气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E的相对分子质量比D大17,G是一种紫红色金属单质。
(部分反应中生成无没有全部列出,反应条件未列出)
请回答下列问题:
(1)E的化学式为_____________________________。
(2)实验室制取A的化学方程式为_______________________________。
(3)反应①的化学方程式:___________________________________。
(4)反应③的化学方程式:__________________________________。
【答案】HNO3 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O 3NO3+H2O=2HNO3+NO
4NH3+5O2=4NO+6H2O
【解析】
【分析】
B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是氧气;G是一种紫红色金属单质,则G是铜;A是常见气态氢化物,且能和氧气反应,所以根据图中的转化可以判断,A可能是氨气,则C就是NO,F是水。
NO和氧气反应生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,则E是硝酸,硝酸和铜反应又生成NO,据此答题。
【详解】
(1)由以上分析可知E为HNO3,故答案为:HNO3。
(2)由以上分析可知A为NH3,实验室制取氨气用氯化铵与氢氧化钙共热,反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O,故答案为:
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(3)反应①为二氧化氮与水反应生成硝酸与NO,反应的方程式为:
3NO3+H2O=2HNO3+NO,故答案为:3NO3+H2O=2HNO3+NO。
(4)反应③为氨的催化氧化,反应生成NO和H2O,化学方程式为:
4NH3+5O2=4NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O2=4NO+6H2O。
【点睛】
解框图题的方法:最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
3.铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”,该“绿锈”俗称“铜绿”,化学式为[Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐和CO2、H2O。
某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜铜绿A Cu(OH)2B Cu
(1)从三种不同分类标准回答,“铜绿”属于哪类物质?____、____、___。
(2)请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式________。
(3)写出B的化学式___________。
(4)上述转化过程中属于化合反应的是________,属于分解反应的是________。
【答案】铜盐碳酸盐碱式盐 Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑ CuO ①
④
【解析】
【分析】
(1)根据物质的分类方法结合物质的俗称和物质组成进行解答;
(2)反应②为碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜、水和二氧化碳;
(3)Cu(OH)2分解生成CuO;
(4)依据化合反应概念和分解还原反应的概念判断.
【详解】
(1)铜绿是碱式碳酸铜的俗称,含有铜元素,其分子式为[Cu2(OH)2CO3],其阳离子不为氢离子,阴离子不全为氢氧根,故不是酸不是碱,可为铜盐,含有碳酸根离子,为碳酸盐,同时又含有氢氧根,也为碱式盐,故答案为:铜盐;碳酸盐;碱式盐;
(2)碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜、水和二氧化碳,化学方程式为:
Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑;
(3)Cu(OH)2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,故答案为:CuO;
(4)在反应过程中:铜→①铜绿→②A→③Cu(OH)2→④B→⑤Cu;铜→①铜绿发生了化合反应;
铜绿→②是A跟酸反应生成铜盐及CO2、H2O,A为铜盐是复分解反应;
A→③Cu(OH)2是铜盐和碱反应生成氢氧化铜沉淀,是复分解反应;
Cu(OH)2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,是分解反应;
B→⑤Cu是氧化铜和氢气反应生成铜和水,是置换反应;
故答案为:①;④.
4.铜锌银精矿化学成分如下:
元素Cu Zn Ag S Fe Pb
元素质量
17.6018.300.14633.1518.177.86
分数/%
利用铜锌银精矿制备硫酸铜晶体的流程如下:
回答下列问题:
(l)“气体A”为____(填化学式),“浸渣”中主要为硫酸铅和____(填化学式)。
(2)“沉铜”得到Cu2Cl2固体,目的是____________。
(3)“氧化”工序中,恰好反应时氧化剂和还原剂物质的量之比为____。
(4)“母液2”中阴离子含量最多的是____,该溶液最好返回 __工序循环使用。
(5)依据铜锌银精矿化学成分进行分析,精矿中含有FeS2,理由是________。
【答案】SO2 AgCl 除去锌铁元素,分离出铜元素 1:2 氯离子沉铜硫元素物质的量多于金属物质的量之和,故含有FeS2
【解析】
【分析】
铜锌银精矿和空气中的O2发生反应,各金属得到其氧化物,S转化为SO2,再加入H2SO4和NaCl,金属氧化物转化为硫酸盐,Ag转化为AgCl沉淀,Pb转化为PbSO4沉淀。
通入SO2将Cu2+转化为Cu2Cl2沉淀,加入O2、H2SO4转化为CuSO4溶液,最后得到CuSO4晶体。
【详解】
(1)在焙烧过程中,各金属转化为金属氧化物,而S元素转化为SO2,因此气体A为SO2;各金属氧化物与H2SO4转化为金属离子,Pb2+与SO42-沉淀得到PbSO4,而Ag+与Cl-会生成AgCl沉淀;
(2)经过浸出之后,溶液中还有Zn2+、Fe2+、Cu2+。
沉铜之后,得到Cu2Cl2沉淀,实现了Cu 与Zn、Fe的分离,答案为除去锌铁元素,分离出铜元素;
(3)氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4,Cu2Cl2中Cu的化合价为+1价,1molCu2Cl2转化全部转化为Cu2+,失去2mol电子,1molO2反应时,得到4mol电子,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的比例为1:2;
(4) 氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4,根据原子守恒,溶液中阴离子还大量存在的还有Cl-;母液2中含有较多的Cl-,以及没有沉淀的Cu2+和SO42-,溶液中没有Ag+和Pb2+等离子,不需要“浸出”,最好返回“沉铜”的步骤中,可以为该步骤提供Cl-;
【点睛】
问题(4)母液2最好返回的步骤中,易填错为浸出,浸出过程中也加入NaCl,但是要考虑到浸出加入NaCl的目的是为了沉淀Ag+,而Ag+在溶液中的量是很少的,而沉淀铜的时候需要较多的Cl-,母液2中含有较多的Cl-,且不含有其他金属离子,因此进入沉铜步骤,也可以减少相关净化操作。
5.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,反应中H2O2的作用是_____。
写出操作①的名称:_________。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
_______。
操作②用到的主要仪器名称为_____,其目的是(填序号)_________。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和______。
若操作③使用下图装置,图中存在的错误是_____。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜,阳极产物是_______。
操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是____________。
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是______。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是________。
【答案】作氧化剂过滤 Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2分液漏斗 a b RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多 O2、H2SO4加热浓缩冷却结晶过滤 H2SO4防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀
【解析】
【分析】
【详解】
(1)废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤的方法,所以操作①为过滤。
反应Ⅰ是将铜转化为铜氨溶液,铜元素的化合价升高,所以铜是还原剂,则双氧水为氧化剂,将铜氧化。
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的铜氨离子与有机物RH反应,生成CuR2,同时生成NH4+和
NH3,方程式为:Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2。
分液的目的是富集铜元素,使铜元素与水溶液中的物质分离,所以a b正确。
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应相当于复分解反应,所以生成硫酸铜和RH。
互不相溶的液体采用分液的方法,分液时分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,且分液漏斗内部不能盛放太多溶液。
(4)以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,所以阳极上产生O2,同时有大量的氢离子生成,且硫酸根离子也向阳极移动在阳极积累,因此阳极产物还有硫酸,从溶液中获取晶体可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。
(5)电解硫酸铜溶液时得到硫酸,在反应Ⅲ中用到的H2SO4,所以硫酸能循环使用。
氯化铵电离出的铵根离子抑制一水合氨的电离,从而降低溶液的碱性,防止由于溶液中的c (OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀。
6.CuCl是难溶于水的白色固体,是一种重要的催化剂。
工业上,由孔雀石(主要成分
Cu(OH)2·CuCO3,含FeS、FeO和SiO2杂质)制备CuCl的某流程如图:
请回答:
(1)步骤②中涉及的主要离子反应方程式为__________
(2)步骤⑤中涉及的主要离子反应方程式为___________
(3)下列说法不正确...
的是___________ A .步骤①中产生的气体的主要成分为CO 2和H 2S 气体
B .滤渣1的成分为SiO 2,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3和Cu(OH)2
C .CO 32-作用是控制溶液pH ,促使CuCl 沉淀的生成
D .若改变试剂加入顺序,将溶液3缓慢加入到含大量SO 32- /CO 32-的溶液中,同样可制取CuCl
【答案】2H ++2Fe 2++H 2O 2=2Fe 3++2H 2O 2+-2-2-+3242Cu +2Cl +SO +H O=2CuCl +SO +2H ↓
BD
【解析】
【分析】
孔雀石[主要成分Cu(OH)2•CuCO 3,含FeS 、FeO 和SiO 2杂质]中用硫酸浸取,得气体主要含有硫化氢、二氧化碳,滤渣1为二氧化硅,溶液1中含有Fe 2+、Fe 3+、Cu 2+加双氧水,将亚铁离子氧化成铁离子,加氢氧化钠溶液调节pH 值,使铁离子沉淀,得到滤渣2为氢氧化铁,溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离
子,加入碳酸钠调节pH 值,使CuCl 沉淀,由于2-2-33SO /CO 的溶液呈碱性,所以如果将溶
液3缓慢加入到含大量2-2-33SO /CO 的溶液中,有可能生成氢氧化亚铜沉淀,得到的氯化亚
铜不纯,据此答题。
【详解】
(1)步骤②主要目的是利用双氧水氧化Fe 2+,其反应离子方程式为:
2H ++2Fe 2++H 2O 2=2Fe 3++2H 2O ;
故答案为:2H ++2Fe 2++H 2O 2=2Fe 3++2H 2O ;
(2)溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子,加入碳酸钠调节pH 值,使CuCl 沉淀,其主要离方程式为:
2+-2-2-+3242Cu +2Cl +SO +H O=2CuCl +SO +2H ↓;
故答案为:2+-2-2-+3242Cu +2Cl +SO +H O=2CuCl +SO +2H ↓;
(3)A .由上述分析可知,步骤①中产生的气体的主要成分为CO 2和H 2S 气体,故A 不符合题意;
B .由上述分析可知,滤渣1的成分为SiO 2,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3,故B 符合题意;
C .溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离
子,加入碳酸钠调节pH值,使CuCl沉淀,故C不符合题意;
D.若先加入碳酸钠,溶液2中硫酸铜会先生成氢氧化铜沉淀,再加入亚硫酸钠后氢氧化铜难以发生反应,难以制备CuCl,故D符合题意;
故答案为:BD。
7.硫酸是用途广泛的化工原料,可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。
(1)工业制硫酸铜的方法很多。
① 方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。
该反应的化学方程式是________,此法的最大缺点是__________。
②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜,生产的主要过程如下图所示:
稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_________________;向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是___________________;由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是
______________。
(2)氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,同时制得硫酸铵。
主要的工艺流程如下图所示:
①吸收塔中发生反应的化学方程式是_______________________。
② 有数据表明,吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之间,生产效率较高。
当控制一定流量的尾气时,调节溶液的pH的方法是________________。
【答案】Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 产生有污染的气体 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(或Fe2O3+Cu+6H+=3H2O+2Fe2++Cu2+) 4Fe2++4H++O2=4Fe2++2H2O 加热、蒸发 4NH3∙H2O+2SO2+O2=2(NH4)2SO4+2H2O 调节氨水的流量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)① 方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。
该反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,此法的最大缺点是产生有污染的SO2气体。
②稀硫酸、氧化铁反应生成硫酸铁,硫酸铁与铜反应生成硫酸亚铁、硫酸铁,所以化学方程式是Fe2O3+Cu+6H+==3H2O+2Fe2++Cu2+;向混合溶液中通入热空气亚铁离子被氧化为铁离子,反应的离子方程式是4Fe2++4H++O2=4Fe2++2H2O;;加热蒸发滤液可得到无水硫酸铜。
(2)①吸收塔中亚硫酸铵被氧化为硫酸铵,发生反应的化学方程式是
4NH3∙H2O+2SO2+O2==2(NH4)2SO4+2H2O;
②当控制一定流量的尾气时,调节氨水的流量可调节溶液的pH。
8.工业常用FeCl3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)写出FeCl3溶液与金属铜反应的离子方程式____________________
(2)某小组采取下列步骤从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。
操作Ⅰ和Ⅱ的操作使用到的主要玻璃仪器有____,滤渣③含有的单质有______。
通入气体
⑥的化学式为______。
(3)若某腐蚀液中含1.5mol·L-1CuCl2、3.0mol·L-1FeCl2、1.0mol·L-1FeCl3,取200mL腐蚀液按上述步骤回收铜,为充分回收铜,加入①的质量最小为______。
【答案】Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+漏斗、玻璃棒、烧杯 Cu,Fe Cl2 22.4g
【解析】
【分析】
(1)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,据此分析书写反应的离子方程式;
(2)腐蚀废液中含有氯化亚铁、氯化铜,由工艺流程可知,滤渣③中含有金属铜,故应是废液与过量的Fe反应,滤液②中含有氯化亚铁,通入氯气可以得到氯化铁;滤渣③中含有金属铜、未反应的铁,加入盐酸,过滤,回收铜,滤液⑤中含有氯化亚铁,与滤液②合并,制备氯化铁,据此分析解答;
(3)由于氧化性Fe3+>Cu2+,故先发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,然后再发生反应:
Cu2++Fe=Fe2++Cu,结合方程式计算需要加入Fe的物质的量和质量。
【详解】
(1)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,反应的离子方程式为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,故答案为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;
(2)反应后的废液中含有氯化亚铁、氯化铜,由工艺流程可知,滤渣③中含有金属铜,故应是废液与过量的Fe反应,滤液②中含有氯化亚铁,通入氯气可以得到氯化铁,滤渣③中含有金属铜、未反应的铁,加入盐酸,过滤,回收铜,滤液⑤中含有氯化亚铁,与滤液②合并,制备氯化铁。
操作Ⅰ和Ⅱ都为过滤,用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,滤渣③含有的单质有铜、铁,将氯化亚铁转化为氯化铁可以通入Cl2,故答案为:漏斗、玻璃棒、烧杯;铜、铁;Cl2;
(3)溶液中CuCl2为0.2L×1.5mol/L=0.3mol,FeCl2为0.2L×3mol/L=0.6mol,FeCl3为
0.2L×1.0mol/L=0.2mol,为充分回收铜,加入的铁依次发生2个反应:2 Fe3++Fe=3 Fe2+和Cu2++Fe=Fe2++Cu,要将铜全部回收,加入Fe粉的质量应不少于
(0.2mol×1
2
+0.3mol)×56g/mol=22.4g,故答案为:22.4g。
9.常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。
某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是__________。
(2)操作A的名称为____________。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是_______________________(用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为___________。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。
主要反应为
2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有_____mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式:
_____________。
【答案】加快溶解速率过滤 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加热 Zn+2OH--2e-
=Zn(OH)2 4 2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O
【解析】
【详解】
(1)由于物质的溶解速率随温度的升高而增大。
所以填充物用60 ℃温水溶解,目的是加快溶解速率;
(2)分离难溶性固体与液体混合物的操作名称为过滤;
(3)H2O2具有强氧化性,Cu与稀硫酸不反应,但在酸性条件下,加入H2O2的Cu就会被溶解变为Cu2+,反应的化学方程式是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;H2O2不稳定,受热容易分解产生氧气和水,所以铜帽溶解完全后,可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=" 2MnOOH" +
Zn(OH)2,负极Zn发生氧化反应,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2。
(5)①根据方程式2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4 +3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O转移
4e-,可知:当1 mol MnO2参加反应时,共有4 mol的电子发生转移;
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,则该反应的化学方程式是:
2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O。
10.从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下:
已知:CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S
(1)浸取时,若改用FeCl3溶液,也能生成CuCl和S,该反应化学方程式为_____.(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2,则将其在空气中加热蒸干、灼烧后,所得固体的化学式为_____.
(3)调节溶液的pH后,除生成Cu外,还能产生一种金属离子,此金属离子是
_____.(填离子符号)
(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有_____,为保持流程持续循环,每生成
1molCu,理论上需补充CuCl2的物质的量为_____.
(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,化学方程
式为:6CuFeS2+13O2高温
3Cu2S+2Fe3O4+9SO2、Cu2S+O2
高温
2Cu+SO2此工艺与前一工艺相比
主要缺点有_____.
【答案】CuFeS2 + 3FeCl3=CuCl + 4FeCl2 + 2S Fe2O3 Cu2+ CuCl2(HCl) 0.5mol 会产生污染环境的气体SO2,能耗高等
【解析】
【分析】
CuFeS2加入CuCl2浸取发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S,过滤后得到滤液含有FeCl2,固体含有CuCl、S,加入盐酸除硫,过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,过滤可得到Cu,得到滤液含有Cu2+,以此解答该题。
【详解】
CuFeS2加入CuCl2浸取发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S,过滤后得到滤液含有FeCl2,固体含有CuCl、S,加入盐酸除硫,过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,过滤可得到Cu,得到滤液含有Cu2+,
(1)CuFeS2和3FeCl3之间发生的是氧化还原反应,化学方程式为:CuFeS2+3FeCl3=
CuCl+4FeCl2+2S,故答案为:CuFeS2 + 3FeCl3=CuCl + 4FeCl2 + 2S;
(2)过滤1所得滤液中只含FeCl2,将其在空气中加热蒸干、灼烧后,发生水解生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁,所得固体为Fe2O3,故答案为:Fe2O3;
(3)过滤得到滤液含有[CuCl2]﹣,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,故答案为:Cu2+;
(4)滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2,可以循环使用,涉及反应有CuFeS2+3CuCl2=
4CuCl+FeCl2+2S、2CuCl=Cu+CuCl2,综合两个化学方程式可得CuFeS2+CuCl2=
2Cu+FeCl2+2S,由方程式可得每生成1molCu,理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol,故答案为:CuCl2(HCl);0.5mol;
(5)将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,生成二氧化硫气体,污染
空气,且能耗高,故答案为:会产生污染环境的气体SO2,能耗高等。