Question

4．黃銅礦（CuFeS₂）是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可以制備硫及鐵的化合物．工業(yè)流程圖如圖：

（1）冶煉銅的總反應(yīng)可看做8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂若CuFeS₂中Fe的化合價(jià)為+2，反應(yīng)中被還原的元素是Cu、O（填元素符號(hào)），1molCuFeS₂參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12.5mol；
（2）上述冶煉過(guò)程產(chǎn)生大量氣體A．下列處理方案中合理的是b、c（填代號(hào)）；
a．高空排放b．用于制備硫酸c．用純堿溶液吸收制Na₂SO₄d．用濃硫酸吸收驗(yàn)證氣體A的主要成分是SO₂的方法是將氣體通入品紅溶液中，如果品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有二氧化硫；
（3）熔渣B（含F(xiàn)e₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制備Fe₂O₃．．
a．加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
b．除去Al³⁺的離子方程式是Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
（4）選用提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熔渣B中含有FeO．
提供的試劑：稀鹽酸   稀硫酸    KSCN溶液  KMnO₄溶液  NaOH溶液碘水所選試劑為稀硫酸、KMnO₄溶液；證明爐渣中含有FeO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為稀硫酸浸取爐渣B所得溶液使KMnO₄溶液褪色．

Answer 1

分析 流程分析：利用黃銅礦與石英砂、空氣混合焙燒得到冰銅（mCu₂S•nFeS），繼續(xù)焙燒得到氣體SO₂（大氣污染物需要用純堿溶液吸收）、熔渣及泡銅，其中熔渣經(jīng)過(guò)硫酸溶解過(guò)濾除去不溶于酸的SiO₂和含有Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺的酸性溶液，利用過(guò)量氫氧化鈉溶液進(jìn)行分離得到氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾洗滌灼燒得到氧化鐵，泡銅與Al通過(guò)鋁熱反應(yīng)得到粗銅，再利用電解得到精銅，據(jù)此分析解題；
（1）反應(yīng)中化合價(jià)降低的元素被還原，CuFeS₂中Cu元素化合價(jià)從+2價(jià)降為0價(jià)，F(xiàn)e元素部分從+2價(jià)升高為+3價(jià)，S有-2價(jià)升高為+4價(jià)，可結(jié)合化合價(jià)升降總數(shù)判斷電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；
（2）冶煉過(guò)程產(chǎn)生大量SO₂，處理方案中合理的分析是二氧化硫是污染性氣體，不能排放到空氣中，可以吸收利用；SO2有漂白性，能使品紅褪色，但生成的無(wú)色物質(zhì)不穩(wěn)定；
（3）a、利用過(guò)氧化氫在酸性條件下的氧化性氧化溶液里的Fe2+，同時(shí)還原為水；
b、氫氧化鋁是兩性氧化物，能和強(qiáng)酸以及強(qiáng)堿反應(yīng)；
（4）先選擇酸溶解熔渣B，再利用亞鐵離子能被高錳酸鉀溶液氧化，使的高錳酸鉀溶液褪色來(lái)選擇試劑及方法．

解答 解：（1）化合價(jià)降低的元素Cu、O，在反應(yīng)中被還原，根據(jù)反應(yīng)方程式可知1molCuFeS₂參與反應(yīng)時(shí)，有$\frac{21}{8}$mol的氧氣參與反應(yīng)，同時(shí)得到1molCu，共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為$\frac{21}{8}×4mol+1mol×2$=12.5mol，
故答案為：Cu、O；12.5；
（2）冶煉過(guò)程產(chǎn)生大量SO₂．分析下列處理方案：a．二氧化硫是污染性氣體，高空排放會(huì)污染空氣，處理不合理，故a錯(cuò)誤；b．可以利用吸收二氧化硫生成硫酸，用于制備硫酸，故b合理；c．用純堿溶液吸收二氧化硫可以制Na₂SO₄，故c合理；d．用濃硫酸不能吸收二氧化硫，故d不合理；可將A氣體先通入品紅溶液里，若品紅褪色，再加熱，看能否恢復(fù)紅色，從而判斷氣體是否是二氧化硫，
故答案為：b、c；將氣體通入品紅溶液中，如果品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有二氧化硫；
（3）a．酸性條件下過(guò)氧化氫氧化Fe2+的離子反應(yīng)方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
b．氧化鋁是兩性氧化物，能和強(qiáng)酸以及強(qiáng)堿反應(yīng)，6H⁺+AI₂O₃=3H₂O+2Al³⁺，除去鋁離子的反應(yīng)是利用過(guò)量氫氧化鈉溶液和鋁離子反應(yīng)生成四羥基合鋁，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
（4）用稀硫酸溶解熔渣B，在所得溶液中滴加高錳酸鉀溶液，因高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子，使得高錳酸鉀溶液褪色，故答案為：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取爐渣B所得溶液使KMnO₄溶液褪色．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)金屬的化學(xué)性質(zhì)的考查，要求學(xué)生熟記教材知識(shí)，學(xué)以致用，綜合性較強(qiáng)，難度中等．