Question

【題目】工業(yè)上可用黃銅礦（CuFeS2）冶煉銅，同時還可得到多種物質(zhì)。工業(yè)冶煉銅的化學(xué)方程式是：8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2

（1）CuFeS2中Fe的化合價為+2，反應(yīng)中被還原的元素是氧元素和____________。

（2）用少量黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣（主要含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）模擬制鐵紅（Fe2O3），進行如下實驗。

①濾液中的陽離子有Fe3+、Fe2+、H+、_____________。

②為確認(rèn)濾液中含Fe2+，下列實驗方案和預(yù)期現(xiàn)象正確的是____（填序號）。

	實驗方案	預(yù)期現(xiàn)象
a	加NaOH溶液	產(chǎn)生白色沉淀，變灰綠再變紅褐
b	先加KSCN溶液，再加氯水	先無明顯現(xiàn)象，后變紅
c	加酸性KMnO4溶液	紫色褪去
d	先加氯水，再加KSCN溶液	溶液先變黃，再變紅

③濾液在酸性條件下，與H2O2反應(yīng)的離子方程式是_________________________。

（3）m克鋁熱劑（氧化鐵與鋁）恰好完全反應(yīng)，則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是________________________。

Answer 1

【答案】銅元素 Al3+ c H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O 51︰56（102︰112）

【解析】

由化學(xué)工藝流程可知，向冶煉銅產(chǎn)生的爐渣中加入稀硫酸，爐渣中Fe2O3、FeO和Al2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，酸性氧化物SiO2不溶解；過濾，向濾液中加入足量雙氧水，酸性條件下雙氧水能氧化亞鐵離子生成鐵離子，再加入過量的氫氧化鈉溶液，硫酸鐵和硫酸鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過濾，加熱固體，氫氧化鐵受熱分解生成氧化鐵。

（1）若CuFeS2中的Fe元素的化合價為+2價，則銅的元素化合價為+2價，硫元素的化合價為-1價，氧氣中氧元素的化合價為0價，由方程式可知，產(chǎn)物中銅元素的化合價為0價，氧化亞鐵中鐵的化合價為+2價，氧元素為-2價，三氧化二鐵中鐵的元素化合價為+3價，氧元素為-2價，二氧化硫中硫元素的化合價為+4價，氧元素為-2價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，化合價降低的發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)中被還原的元素是Cu元素和O元素，故答案為：銅元素；

（2）①爐渣中含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁，所以濾液中含有的陽離子有：Fe3+、Fe2+、H+、Al3+，故答案為：Al3+；

②a、由于溶液中含有Fe3+、Fe2+、H+、Al3+，所以a中加入氫氧化鈉溶液后生成氫氧化鐵紅褐色沉淀會掩蓋氫氧化亞鐵沉淀，故錯誤；

b、溶液中含有鐵離子，因此加KSCN溶液顯紅色，無法據(jù)此檢驗鐵離子，故錯誤；

c、亞鐵離子具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故正確；

d、溶液中含有鐵離子，原溶液顯黃色，無法據(jù)此檢驗亞鐵離子，故錯誤；

正確的為c，故答案為：c；

③雙氧水具有氧化性，亞鐵離子具有還原性，酸性條件下雙氧水能氧化亞鐵離子生成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）氧化鐵與鋁高溫發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，由化學(xué)方程式可知反應(yīng)完全生成的氧化鋁和鐵的物質(zhì)的量比為1:2，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為:102：2×56=51︰56，故答案為：51︰56（102︰112）。