Question

工業(yè)上以黃銅礦（主要成分CuFeS₂）為原料制備金屬銅，有如下兩種工藝．
I．火法熔煉工藝：將處理過的黃銅礦加人石英，再通人空氣進(jìn)行焙燒，即可制得粗銅．
（1）焙燒的總反應(yīng)式可表示為2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂═2Cu+2FeSi0₃+4SO₂該反應(yīng)的氧化劑是

 

．
（2）下列處理SO₂的方法，不合理的是

 

．
A．高空排放        B．用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉
C．用氨水吸收后，再經(jīng)氧化制備硫酸銨     D．用BaCl₂溶液吸收制備BaSO₃
（3）爐渣主要成分有FeO、Fe₂O₃、SiO₂，Al₂O₃等，為得到Fe₂O₃加鹽酸溶解后，后續(xù)處理過程中，未涉及到的操作有

 

．
A．過濾   B．加過量NaOH溶液    C．蒸發(fā)結(jié)晶    D．灼燒    E．加氧化劑
Ⅱ．FeCl₃溶液浸取工藝：其生產(chǎn)流程如圖所示．
（4）浸出過程中，CuFeS₂與FeCl₃溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．
（6）若用石墨電極電解濾液，寫出陽極的電極反式

 

．
（7）黃銅礦中含少量Pb，調(diào)節(jié)Cl^-濃度可控制濾液中Pb²⁺的濃度，當(dāng)c（Cl^-）=2mol?L^-1，時溶液中Pb²⁺物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1．[已知K_SP（PbCl₂）=1×10^-5]．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)中元素化合價降低的為氧化劑判斷；
（2）SO₂屬于有毒氣體，與BaCl₂溶液不反應(yīng)；
（3）爐渣主要成分有FeO、Fe₂O₃、SiO₂，Al₂O₃等加過量HCl溶液溶解，過濾得到濾液為Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加氫氧化鈉，過濾，把濾渣灼燒得Fe₂O₃；
（4）CuFeS₂與FeCl₃溶液反應(yīng)，-2價的S元素被三價鐵離子氧化為S；
（5）CuFeS₂與FeCl₃溶液反應(yīng)生成FeCl₂、CuCl₂溶液，電解該溶液得到Cu和Fe³⁺；
（6）石墨電極電解濾液，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（7）已知氯離子的濃度，結(jié)合Ksp計算Pb²⁺物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）焙燒的總反應(yīng)式可表示為2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂═2Cu+2FeSi0₃+4SO₂該反應(yīng)中化合價發(fā)生降低有CuFeS₂中的Cu元素、O₂中的O元素，所以氧化劑為CuFeS₂、O₂，故答案為：CuFeS₂、O₂；
（2）A．SO₂屬于有毒氣體，高空排放會污染大氣，故A錯誤；
B．SO₂與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉，則可以用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉，故B正確；
C．用氨水吸收后二氧化硫得到亞硫酸銨，再經(jīng)氧化制備硫酸銨，故C正確；
D．二氧化硫與BaCl₂溶液不反應(yīng)，所以不能用BaCl₂溶液吸收二氧化硫，也得不到BaSO₃，故D正確；
故答案為：A、D；
（3）爐渣主要成分有FeO、Fe₂O₃、SiO₂，Al₂O₃等加過量HCl溶液溶解，過濾得到濾液為Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加過量氫氧化鈉，過濾得到的濾渣為氫氧化鐵沉淀和氫氧化亞鐵沉淀，把濾渣灼燒得Fe₂O₃；則過程中涉及的操作為ABD、未涉及的操作為CE；
故答案為：C、E；
（4）CuFeS₂與FeCl₃溶液反應(yīng)，-2價的S元素被三價鐵離子氧化為S，同時生成生成FeCl₂、CuCl₂，則反應(yīng)的離子方程式為：CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+S；
故答案為：CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+S；
（5）CuFeS₂與FeCl₃溶液反應(yīng)生成FeCl₂、CuCl₂溶液，電解該溶液得到Cu和Fe³⁺，則電解時反應(yīng)生成FeCl₃，所以可以循環(huán)利用的物質(zhì)是FeCl₃；
故答案為：FeCl₃；
（6）石墨電極電解濾液，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由于失電子能力亞鐵離子大于氯離子，所以在陽極上亞鐵離子失電子生成鐵離子，則電極反應(yīng)式為：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺；
（7）已知氯離子的濃度c（Cl^-）=2mol?L^-1，K_SP（PbCl₂）=1×10^-5=c（Pb²⁺）×c²（Cl^-），則Pb²⁺物質(zhì)的量濃度c（Pb²⁺）=

1×10-5

(2)2

=2.5×10^-6mol?L^-1；
故答案為：2.5×10^-6．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)的制備方案設(shè)計，題目涉及氧化還原反應(yīng)、元素化合物性質(zhì)、實驗方案設(shè)計、電解原理的應(yīng)用、溶度積的有關(guān)計算等，側(cè)重對化學(xué)基本操作與技能的考查，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．