Question

銅在自然界存在的礦物很多，人類最早利用的合金就是銅合金
（1）火法煉銅的主要反應(yīng)：
①2CuFeS₂+4O₂

高溫  .

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）
②2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+3SO₂
③2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂↑
（2）選用提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO（同時(shí)可能含有Fe₂O₃），提供的試劑：稀鹽酸，稀硫酸，KSCN溶液，KMnO₄溶液．NaOH溶液，K₂[Fe（CN）₄]，碘水，證明爐渣中含有FeO的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為

 

．
（3）現(xiàn)有一種催化氧化酸浸硫化銅礦的冶煉法，其工藝流程如圖所示：

則反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為

 

，與火法煉銅相比，該法的優(yōu)點(diǎn)有

 

、

 

（回答兩點(diǎn)即可
（4）在以上方法當(dāng)中，某些因素都對(duì)通的浸出率有較大影響，下面是實(shí)驗(yàn)得出的幾種因素對(duì)銅的浸出率影響的變化曲線圖．

選項(xiàng)	反應(yīng)溫度/℃	固液比	c（Cl-）/mol?L-1	反應(yīng)時(shí)間/h
a	100	1：5.5	0.7	7
b	95	1：5	0.8	6
c	110	1：6	0.9	8

請(qǐng)分析上表，得出最佳工藝條件為

 

（填序號(hào)）
（5）在得到的硫酸銅溶液獲得CuSO₄?5H₂O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)，

 

，過濾等操作，除燒杯，漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（2）若Fe₂O₃中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亞鐵離子，則具有還原性，而給出的試劑中KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可利用KMnO₄溶液褪色來(lái)證明；
（3）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化可知，反應(yīng)Ⅰ是硫化銅和氧氣、硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅、硫和水，火法煉鋼中產(chǎn)生有毒的二氧化硫，而濕法煉銅中不產(chǎn)生有毒氣體，故其污染性小、環(huán)保，同時(shí)濕法煉銅還得到副產(chǎn)品硫酸亞鐵晶體及其硫磺，充分利用了資源；
（4）依據(jù)圖象分析曲線變化特征和變化過程，圖標(biāo)數(shù)據(jù)分析判斷反應(yīng)所需的條件；
（5）CuSO₄?5H₂O受熱易失水，故從溶液中得到晶體的操作應(yīng)是蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌，又因?yàn)樵摼�體乙溶于水故不能用水洗滌，需要用乙醇洗滌，不僅洗滌晶體表面的水和雜質(zhì)，還可以減少晶體損失．

解答： 解：（2）若Fe₂O₃中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亞鐵離子，則具有還原性，而給出的試劑中KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可使KMnO₄溶液褪色，
則選擇試劑為稀硫酸、KMnO₄溶液，操作為取少量固體溶于稀硫酸，然后滴加KMnO₄溶液，觀察到溶液使KMnO₄溶液褪色，則證明含有FeO，
故答案為：取少量固體溶于稀硫酸，然后滴加KMnO₄溶液，觀察到溶液使KMnO₄溶液褪色，則證明含有FeO；
（3）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化可知，反應(yīng)Ⅰ是硫化銅和氧氣、硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅、硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuS+O₂+H₂SO₄=2CuSO₄+2S+2H₂O，火法煉鋼中產(chǎn)生有毒的二氧化硫，而濕法煉銅中不產(chǎn)生有毒氣體，故其污染性小、環(huán)保，同時(shí)濕法煉銅還得到副產(chǎn)品硫酸亞鐵晶體及其硫磺，充分利用了資源；
故答案為：2CuS+O₂+H₂SO₄=2CuSO₄+2S+2H₂O，原料利用率高，不產(chǎn)生二氧化硫等污染氣體、能耗低；
（4）從圖1可以看出，銅的浸出率隨反應(yīng)溫度升高二增大，在為的達(dá)到95°C后，銅的浸出率隨溫度的變化不明顯，但溫度過高能耗增加，由此可知適應(yīng)的反應(yīng)溫度為95°C，圖3可以看出：固液比大于1：5時(shí)，銅的浸出率隨固液比的增大而有所減小；固液比小于1：5時(shí)銅的浸出率隨固液比的減小而有所下降，因此適宜的固液比為1：5；從圖4可以看出銅的浸出率隨反應(yīng)時(shí)間增大而增大，但在反應(yīng)時(shí)間超出6h后，隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)銅的浸出率增大的很緩慢，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，即增加能耗，有降低設(shè)備利用率，故適宜的反應(yīng)時(shí)間6h；表中數(shù)據(jù)變化分析，加入氯離子能改變銅的浸出效果，但氯離子濃度超過0.8mol/L，時(shí)銅的浸出率隨氯離子濃度增加反而減小，故適宜的氯離子濃度維持在0.8mol/L；
故答案為：b；
（4）CuSO₄?5H₂O受熱易失水，故從溶液中得到晶體的操作應(yīng)是蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌，又因?yàn)樵摼�體乙溶于水故不能用水洗滌，需要用乙醇洗滌，不僅洗滌晶體表面的水和雜質(zhì)，還可以減少晶體損失，過濾等操作，除燒杯，漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器為玻璃棒，該儀器在此操作中的主要作用是引流；
故答案為：冷卻結(jié)晶，引流．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了流程分析判斷銅及其化合物性質(zhì)的分析判斷，圖象分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．