- 金属的冶炼（湿法）
- 共309题
现代社会中铜在不同领域有广泛的应用．某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如图．其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段．
已知：反萃取后的水层2是硫酸铜溶液．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生多步反应，除了发生Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O和Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O反应外，其它反应的离子方程式为______、______．
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐，若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式______．
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式______．
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分的化学式是______．
（5）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料，可采用火法溶炼工艺生产铜，该工艺的中间过程会发生反应：Cu2S+2Cu2O═6Cu+SO2↑．该反应中被氧化的与被还原的元素的质量之比为______．
正确答案
解：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应，即Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O；Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体FeSO4•7H2O，暴露在空气中一段时间后，可被氧气氧化，4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，即4OH--2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--2e-=2H2O+O2↑；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4；
（5）2Cu2O+Cu2S
故答案为：1：12．
解析
解：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应，即Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O；Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体FeSO4•7H2O，暴露在空气中一段时间后，可被氧气氧化，4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，即4OH--2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--2e-=2H2O+O2↑；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4；
（5）2Cu2O+Cu2S
故答案为：1：12．
下列金属的冶炼不适宜用热还原性来冶炼的是（ ）
正确答案
解析
解：铁、铜和铅属于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，钠是很活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，故选C．
下列有关金属的工业制法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．黄铜矿（主要成分为CuFeS2）经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解得到99.9%的铜，故A错误；
B．工业上常用电解熔融氧化铝来制备金属铝：2Al2O3
C．工业上常用电解熔融氯化钠制钠：2NaCl
D．工业上常用用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO+Fe2O3
故选：D；
工业上冶炼金属铁通常采用的方法是（ ）
正确答案
解析
解：根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，较活泼金属用热还原法，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼，铁为较活泼金属，通常采用热还原法冶炼，
故选：B．
（2015秋•张家口月考）工业生产Na，Ca，Mg都用电解熔融的氯化物，但K不能用电解熔融态的方法得到，因金属钾易溶于熔融态的KCl而有危险，很难制得K，且降低电流效率．生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取，有关反应式为：KCl+Na
正确答案
解析
解：A．K的沸点774℃，Na的沸点882.9℃，制取的适宜温度应能使K蒸汽分离出，而钠为液体，所以选择的温度应在774℃～882.9℃之间，所以850℃的选择是基于熔沸点的考虑，故A正确；
B．利用化学平衡移动的原理，抽走K蒸汽，降低了K蒸汽的浓度，有利于反应正向进行，故B正确；
C．该反应符合置换反应的特点，故C正确；
D．在金属活动顺序表中，K排在Na的前面，K的还原性比Na强，上述反应能够发生是因为K的沸点比Na低，故D错误；
故选D．
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