- 金属的冶炼(干法)
- 共526题
铜陵有色金属集团公司是电解铜产量全国第一的大型企业。其冶炼工艺中铜、硫回收率达到 97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程:
冶炼中的主要反应:Cu2S+O2 2Cu +SO2
(1)烟气中的主要废气是___________,从提高资源利用率和减排考虑,其综合利用方式是__________。
(2)电解法精炼铜时,阳极是_____________(填“纯铜板” 或“粗铜板”);粗铜中含有的金、银以单质的形式沉积在电解槽__________(填“阳极”或“阴极”)的槽底,阴极的电极反应式是________。
(3)在精炼铜的过程中,电解质溶液中c(Fe2+ )、 c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。 几种物质的溶度积常数(Ksp)
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断,含等物质的量浓度 Fe2+、ZN2+ 、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是_____________。
②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4 左右,加入H2O2的目的是__________,加入 H2O2后发生反应的离子方程式为__________。
正确答案
(1) SO2 ;制硫酸
(2)粗铜板 ;阳极 ;Cu2+ +2e-=Cu
(3)①Fe3+ ;②将Fe2+氧化为Fe3+ ;2Fe2+ + 2H++ H2O2=2Fe3+ +2H2O
铁是应用最广泛的金属,自远古时代人类就学会了炼铁,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如图
(1)写出得到单质铁的化学方程式:_____________________。
(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质铁:__________________________。
(3)装置末端气球的作用为___________________,实验结束时,应该先停止加热还是先停止通入CO,原因是____________________。
正确答案
(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)取少量粉末放于试管中,加少量盐酸,若产生无色、无味气体,则证明生成了单质铁
(3)收集CO,防止污染空气;先停止加热,防止生成的铁再次被氧化
铜是一种重要的金属元素,铜元素与银元素同处第IB族,+1价的铜和+1价的银都可形成二配位的络离子,如Ag(NH3)2+、[AgCl2]-等,含铜最丰富的天然资源是黄铜矿(CuFeS2)。
(1)从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜。这种方法的缺点是______________、______________。
(2)现有一种湿法冶炼技术,以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和可用于橡胶硫化的硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下
①写出反应Ⅰ中FeCl3与CuFeS2所发生反应的化学方程式:__________________________;
②写出反应Ⅳ中发生反应的离子方程式:____________________________。
③反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧,写出化学方程式:____________________________。
④反应Ⅴ所得溶液A中含有的溶质有____________________________。
正确答案
(1)SO2会导致大气污染;同时要消耗大量的热能
(2)①CuFeS2+3FeCl3==CuCl↓+ 4FeCl2+2S↓
②Cl-+CuCl==[CuCl2]-
③4FeCO3+O2==4CO2+2Fe2O3
④CuCl2、NaCl
(三选一)【化学与技术】
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题。
(1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373~1573K,使锌蒸馏出来。主要反应为2ZnS+3O22ZnO+ 2SO2;鼓风炉中:2C+O2
2CO、ZnO+CO
Zn+CO2。用火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对此研究的数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率的关系如图甲;硫酸溶液的体积与固体的体积比对铟浸出率的影响如图乙。
①当酸度为196时,其物质的量浓度为____________。
②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:_________、________
(2)湿法炼锌的主要工艺流程为:
①从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气:_________________
②除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化
Fe2+的离子方程式:______________
(3)酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式:________________________、_________________。
正确答案
(1)①2mol·L-1;②180;6:1
(2)①将烟气净化,用于生产硫酸等;②2Fe2++H2O2+ 2H+=2Fe3++2H2O
(3)Cd2++2OH-=Cd(OH)2↓;Zn2++4OH-=ZnO22-+ 2H2O{或Zn2++4OH-=[Zn(OH)4]2-}
锂在原子能工业中具有十分独特的地位,被誉为“高能金属”,它推动着能源工业,尤其是电池技术的发展。盐湖卤水中锂的含量较高,资源丰富,提炼锂的价格低廉,成为国内外开发生产锂的主攻方向。把盐湖卤水自然日晒和冷冻,从卤水中析出食盐、泻利盐、钾盐镁矾和光卤石等一系列盐类,得到富
含MgC12的浓缩母液,其中LiC1的浓度达10%以上。把浓缩母液经高温炉分解除去MgC12等一系列过程,最终得到金属锂。其主要生产工艺流程如下
已知:Li2CO3在不同温度的溶解度如下表
(1)写出浓缩母液在高温炉中分解的化学方程式_____________________
(2)写出盐酸与Li2CO3反应的离子方程式_____________________
(3)洗涤所得Li2CO3沉淀要用热水而非冷水,原因是_____________________。
(4)熔融LiCl电解的环境是_________________
a.氢气中b.氮气中c.空气中d.真空中e.He气
正确答案
(1)MgCl2+2H2O=Mg(OH)2+2HCl
(2)Li2CO3+2H+=2Li++CO2↑+H2O
(3)Li2CO3在较高温度下溶解度小,用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗
(4)de
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