Question

工業(yè)上，將黃銅礦（CuFeS₂）通過8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂反應(yīng)制取銅及其硫和鐵的化合物。

（1）上述反應(yīng)中，還原劑為           。

（2）黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣（含F(xiàn)e₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制備Fe₂O₃。方法為：

①用稀鹽酸浸取爐渣，過濾。

②濾液先氧化，再加入過量NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe₂O₃。

據(jù)以上信息回答下列問題：

a．通過上述②，爐渣中的Al₂O₃變成了                             （寫離子）。

b．選用提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO。

提供的試劑：稀鹽酸  稀硫酸  KSCN溶液  酸性KMnO₄溶液   NaOH溶液  碘水

所選試劑為                。

證明爐渣中含有FeO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為                                      。

（3）對(duì)上述爐渣中進(jìn)行含鐵量的測(cè)定步驟如下：

I．步驟③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                        。

II．步驟④中煮沸的作用是                             。

III．步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、            。

IV．若滴定過程中消耗0.100mol·L⁻¹KI溶液20.00mL，則爐渣中鐵的百分含量為           。

 

Answer 1

【答案】

（1）CuFeS₂ （2）a．[Al(OH)₄]^- 或AlO₂^-  b．稀硫酸、酸性KMnO₄溶液；稀硫酸浸取爐渣所得溶液使酸性KMnO₄溶液褪色（3）I．2Fe²⁺+Cl₂= 2Fe³⁺+2Cl^-II．趕走溶液中溶解的過量的Cl₂  III．250mL容量瓶  （未答“250mL”不給分）IV．14% 

【解析】

試題分析：（1）在反應(yīng)中CuFeS₂中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)，硫元素的化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?4價(jià)做還原劑；（2）①用稀鹽酸浸取爐渣發(fā)生的反應(yīng)為：Al₂O₃ + 6H⁺=2Al³⁺ + 3H₂O  

FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O   Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O  ②濾液中含有的金屬陽離子有Al³⁺、Fe²⁺ 和Fe³⁺，氧化后含有Al³⁺和Fe³⁺，加過量氫氧化鈉溶液發(fā)生的反應(yīng)：Al³⁺ + 4OH^-=AlO₂^- + 2H₂O   Fe³⁺ + 3OH^- = Fe(OH)₃↓  a、通過上述②，爐渣中的Al₂O₃變成了AlO₂^- ；b驗(yàn)證爐渣中含有+2價(jià)的鐵，應(yīng)先加入稀硫酸溶解，生成亞鐵離子，具有還原性，可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，酸化時(shí)不能加入鹽酸，否則與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也不能直接加入硝酸，否則生成鐵離子，不能檢驗(yàn)，故答案為：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取爐渣所得溶液含有亞鐵離子，與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使高錳酸鉀褪色，故答案為：稀硫酸浸取爐渣所得溶液能使KMnO₄溶液褪色；（3）分析工藝流程圖發(fā)生的反應(yīng)為：爐渣加足量稀硫酸：Al₂O₃ + 6H⁺=2Al³⁺ + 3H₂O   FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O   Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O過濾，濾液中含有的金屬陽離子有Al³⁺、Fe²⁺ 和Fe³⁺，通入足量Cl₂：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl^- 滴定原理：2Fe³⁺ + 2I^- = 2Fe²⁺ + I₂I．步驟③通入足量氯氣發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl^- ；II．過量的氯氣能氧化I^-，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以步驟④中煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過量的Cl₂；。III．步驟⑤為溶液的配制，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶。IV．滴定過程中發(fā)生的反應(yīng)為2Fe³⁺ + 2I^- = 2Fe²⁺ + I₂，由反應(yīng)式知n(I^-)= n(Fe³⁺)=0.002mol，結(jié)合流程圖知10.0g爐渣中鐵的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量為1.4g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%。

考點(diǎn)：以化學(xué)工藝流程為載體考查氧化還原反應(yīng)基本概念、鐵和鋁的化合物的性質(zhì)、溶液的配制以及關(guān)系式法計(jì)算。