由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是____________、____________,反射炉内生成炉渣的主要成分是________;
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是__________ ____、______________;
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极________(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为________;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为________。
答案:(1)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2 2FeS+3O22FeO+2SO2 FeSiO3
(2)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
(3)c Cu2++2e-===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中
解析:(1)抓住信息黄铜矿先与空气中的氧气反应生成Cu和FeS,然后FeS又与氧气反应生成低价氧化物FeO和SO2,配平即可;炉渣为FeO和SiO2反应生成的FeSiO3;(2)依据信息第一个反应为Cu2S与氧气反应生成Cu2O,依据元素守恒和得失电子守恒可知还应生成SO2;第二个反应Cu2S与Cu2O反应生成Cu,依据元素守恒可知还应生成SO2;(3)电解精炼铜,粗铜为阳极,接电源正极,所以c为阳极、d为阴极,d发生得电子的反应Cu2++2e-===Cu;Au、Ag排在金属活动顺序Cu的后面,不能失电子以单质的形式存在阳极泥中,Fe排在Cu之前,在阳极失电子,发生反应Fe-2e-===Fe2+,但Fe2+在阴极不能得电子,故以Fe2+的形式存在溶液中。
化学反应速率:
1.定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
2.表示方法:在容积不变的反应器中,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。即:
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
4.注意:
(1)化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;通常前一段时间的平均反应速率要快于后一段时间的平均反应速率,反应速率均取正值,即v>0。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此在表示化学反应速率时,不代入固体或纯液体物质的浓度。浓度是指气体或溶液的浓度。
(3)同一个化学反应在相同的条件下、在同一段时间内,用不同物质表示反应速率时,数值可能相同也可能不同,但表达的意义都相同,即反应的快慢程度是一样的。
(4)在同一反应巾用不同的物质来表示反应速率时,其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.
如化学反应: , ,所以
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