15. (13 分)铜是人类使用最早、应用广泛的金属。
(一)认识古代铜制品
(1)图 1 为出土文物青铜铸件“雁鱼灯”。从铜的性质角度分析该文物能保存至今的原因：
(2)葛洪的《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，其中蕴含反应的化学方程式为
(二)炼铜工艺的发展史
(3)炼铜工艺经历了如图 2 所示几个过程。其中生物炼铜是先将硫化铜($CuS$)在硫杆菌的作用下与空气中的氧气化合生成硫酸铜，该反应的化学方程式为
(4)与火法炼铜相比，生物炼铜的优点是
(三)铜的化合物的制备
辉铜矿的主要成分为$Cu_2S$，软锰矿的主要成分为$MnO_2$，两者均含有少量二氧化硅、氧化铁等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备碱式碳酸铜的主要工艺流程如图 3 所示。
(5)浸取前，将矿石粉碎成细颗粒的目的是
(6)操作Ⅰ中玻璃棒的作用是
(7)浸取步骤，氧化铁溶于稀硫酸的化学方程式为
(8)沉锰步骤中温度不宜过高，其原因是
(9)该流程中可循环利用的物质是
(一)认识古代铜制品
(1)图 1 为出土文物青铜铸件“雁鱼灯”。从铜的性质角度分析该文物能保存至今的原因：
铜的化学性质比较稳定，不易生锈
。(2)葛洪的《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，其中蕴含反应的化学方程式为
$\mathrm{Fe+CuSO_4=Cu+FeSO_4}$
。(二)炼铜工艺的发展史
(3)炼铜工艺经历了如图 2 所示几个过程。其中生物炼铜是先将硫化铜($CuS$)在硫杆菌的作用下与空气中的氧气化合生成硫酸铜，该反应的化学方程式为
$\mathrm{CuS+2O_2\xlongequal{硫杆菌}CuSO_4}$
；再将硫酸铜转化为铜。(4)与火法炼铜相比，生物炼铜的优点是
无需燃烧，节约能源，减少污染(合理即可)
。(三)铜的化合物的制备
辉铜矿的主要成分为$Cu_2S$，软锰矿的主要成分为$MnO_2$，两者均含有少量二氧化硅、氧化铁等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备碱式碳酸铜的主要工艺流程如图 3 所示。
(5)浸取前，将矿石粉碎成细颗粒的目的是
增大反应物间的接触面积，使反应快速且充分进行
。(6)操作Ⅰ中玻璃棒的作用是
引流
。(7)浸取步骤，氧化铁溶于稀硫酸的化学方程式为
$\mathrm{Fe_2O_3+3H_2SO_4=Fe_2(SO_4)_3+3H_2O}$
。除此之外，还会发生反应：$2MnO_2 + Cu_2S + 4H_2SO_4 = 2MnSO_4 + 2CuSO_4 + S \downarrow + 4H_2O$。滤渣Ⅰ中除了有 S 外，还有$SiO_2$。由此可推知$SiO_2$具有的性质有不溶于水
、不与稀硫酸反应
。(8)沉锰步骤中温度不宜过高，其原因是
防止$\mathrm{NH_4HCO_3}$受热分解(或防止$\mathrm{NH_3}$挥发或防止$\mathrm{NH_3}$的溶解度减小，合理即可)
。(填一种)(9)该流程中可循环利用的物质是
$\mathrm{NH_3}$
。答案：15.(1)铜的化学性质比较稳定，不易生锈 (2)$\mathrm{Fe+CuSO_4=Cu+FeSO_4}$ (3)$\mathrm{CuS+2O_2\xlongequal{硫杆菌}CuSO_4}$ (4)无需燃烧，节约能源，减少污染(合理即可)
(5)增大反应物间的接触面积，使反应快速且充分进行 (6)引流 (7)$\mathrm{Fe_2O_3+3H_2SO_4=Fe_2(SO_4)_3+3H_2O}$ 不溶于水 不与稀硫酸反应 (8)防止$\mathrm{NH_4HCO_3}$受热分解(或防止$\mathrm{NH_3}$挥发或防止$\mathrm{NH_3}$的溶解度减小，合理即可) (9)$\mathrm{NH_3}$
(5)增大反应物间的接触面积，使反应快速且充分进行 (6)引流 (7)$\mathrm{Fe_2O_3+3H_2SO_4=Fe_2(SO_4)_3+3H_2O}$ 不溶于水 不与稀硫酸反应 (8)防止$\mathrm{NH_4HCO_3}$受热分解(或防止$\mathrm{NH_3}$挥发或防止$\mathrm{NH_3}$的溶解度减小，合理即可) (9)$\mathrm{NH_3}$
16. （10 分）某废酸液中主要含有$H_2SO_4$和$FeSO_4$，研究人员用$CaCO_3$消耗部分酸，再加入廉价的电石渣（主要成分为$CaO$），经一系列操作可得到磁性铁（$Fe_3O_4$），具体流程如下页图所示。
已知：在$90^{\circ}C$下，向沉淀中加入氯酸钠时所发生的主要反应为$6Fe(OH)_2 + NaClO_3 + 3H_2O = NaCl + 6Fe(OH)_3$，$Fe(OH)_2 + 2Fe(OH)_3 = Fe_3O_4 + 4H_2O$。
（1）用 pH 试纸测定废酸液酸碱度的操作方法为
(2)沉铁步骤中，生成沉淀的反应的化学方程式为
（3）沉铁步骤后，溶液的 pH 对磁性铁产率的影响如下表所示。
根据表格分析，欲获得较高的产率，最适宜的 pH 为
(4)水洗步骤中，为检验滤渣是否洗涤干净，可向最后一次洗涤液中滴加
A. 稀盐酸
B. 氢氧化钠溶液
C. 硝酸银溶液
（5）若废酸液中硫酸亚铁的质量分数为$9.5\%$，则$50 t$废液经上述流程处理后最多可得到磁性铁多少吨？（写出详细计算过程，结果保留两位小数）
已知：在$90^{\circ}C$下，向沉淀中加入氯酸钠时所发生的主要反应为$6Fe(OH)_2 + NaClO_3 + 3H_2O = NaCl + 6Fe(OH)_3$，$Fe(OH)_2 + 2Fe(OH)_3 = Fe_3O_4 + 4H_2O$。
（1）用 pH 试纸测定废酸液酸碱度的操作方法为
将pH试纸放在干净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，待试纸颜色稳定后，立即将试纸显示的颜色与标准比色卡对比，读数
。(2)沉铁步骤中，生成沉淀的反应的化学方程式为
$\mathrm{Ca(OH)_2+FeSO_4=Fe(OH)_2\downarrow+CaSO_4}$
。（3）沉铁步骤后，溶液的 pH 对磁性铁产率的影响如下表所示。
根据表格分析，欲获得较高的产率，最适宜的 pH 为
7.5
。pH 较低时，产率较低的主要原因是四氧化三铁能与酸反应
。(4)水洗步骤中，为检验滤渣是否洗涤干净，可向最后一次洗涤液中滴加
C
(填字母)。A. 稀盐酸
B. 氢氧化钠溶液
C. 硝酸银溶液
（5）若废酸液中硫酸亚铁的质量分数为$9.5\%$，则$50 t$废液经上述流程处理后最多可得到磁性铁多少吨？（写出详细计算过程，结果保留两位小数）
答案：16.(1)将pH试纸放在干净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，待试纸颜色稳定后，立即将试纸显示的颜色与标准比色卡对比，读数 (2)$\mathrm{Ca(OH)_2+FeSO_4=Fe(OH)_2\downarrow+CaSO_4}$ (3)7.5 四氧化三铁能与酸反应 (4)C (5)设最多可得到磁性铁的质量为$x$，根据元素守恒，可得：
$\begin{array}{c}3FeSO_4\sim Fe_3O_4\\456232\\50\ t×9.5\%x\end{array}$
$\frac{456}{232}=\frac{50\ t×9.5\%}{x}$，解得$x\approx2.42\ t$
答：50t废液经上述流程处理后最多可得到磁性铁2.42t。
$\begin{array}{c}3FeSO_4\sim Fe_3O_4\\456232\\50\ t×9.5\%x\end{array}$
$\frac{456}{232}=\frac{50\ t×9.5\%}{x}$，解得$x\approx2.42\ t$
答：50t废液经上述流程处理后最多可得到磁性铁2.42t。