Question

用黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）煉制粗銅主要有三個(gè)階段：①將黃銅礦的精礦送入沸騰爐，在923～1073K條件下通空氣進(jìn)行焙燒，得到焙砂（主要成分是Cu₂S、FeS）和廢氣；　②將焙砂送入反射爐進(jìn)行高溫熔煉制成冰銅（冰銅可看作由Cu₂S和FeS組成）；　③將冰銅送入轉(zhuǎn)爐并在高溫下吹入空氣，在此階段，Cu₂S先變?yōu)镃u₂O，Cu₂O再與Cu₂S反應(yīng)生成Cu，F(xiàn)eS變?yōu)镕eO．試回答下列問(wèn)題：
（1）為防止污染環(huán)境，沸騰爐和轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的廢氣用于制取______
（2）為加快黃銅礦的焙燒速率，可采取的措施有（寫(xiě)出兩種）______
（3）寫(xiě)出Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu的化學(xué)方程式______
（4）寫(xiě)山FeO與足量稀硝酸反應(yīng)的離子方程式______
（5）從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，CuFeS₂最終變?yōu)镃u、FeO和SO₂，則1mol CuFeS₂完全反應(yīng)總共消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣______L（空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)按20%計(jì)算）．

Answer 1

解：（1）沸騰爐和轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的廢氣主要是二氧化硫，可以用來(lái)獲得硫酸，故答案為：硫酸；
（2）增大固體接觸面積，升高溫度，增大空氣流速即增大氧氣濃度均能加快化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：將黃銅礦粉碎，增大空氣流速，升高溫度等；
（3）Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu和二氧化硫，化學(xué)方程式為：Cu₂O+2Cu₂S6Cu+SO₂↑，故答案為：Cu₂O+2Cu₂S6Cu+SO₂↑；
（4）氧化亞鐵可以和硝酸反應(yīng)體現(xiàn)了硝酸的酸性和氧化性，硝酸能將亞鐵離子氧化為最高價(jià)三價(jià)鐵離子，即3FeO+NO₃^-+10H⁺=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O，
故答案為：3FeO+NO₃^-+10H⁺=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O；
（5）從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，CuFeS₂最終變?yōu)镃u、FeO和SO₂，即2CuFeS₂+5O₂=2Cu+4SO₂+2FeO，則1molCuFeS₂完全反應(yīng)消耗氧氣的物質(zhì)的量是2.5mol，體積是2.5mol×22.4L/mol=56L，需要空氣的體積是=280L．故答案為：280．
分析：（1）沸騰爐和轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的廢氣主要是硫的氧化物，可以獲得硫酸；
（2）根據(jù)能加快化學(xué)反應(yīng)速率的應(yīng)因素來(lái)回答；
（3）Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu和二氧化硫；
（4）氧化亞鐵可以和硝酸反應(yīng)生成鹽和水，還要注意硝酸有氧化性，能將亞鐵離子氧化為最高價(jià)；
（5）根據(jù)相應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生金屬銅以及化合物的性質(zhì)，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．