Question

2013年12月12日，中國(guó)礦業(yè)報(bào)報(bào)道中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所認(rèn)定石龍銅礦含銅品位高(含銅3.27%)。已知銅礦物以黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦為主。黃銅礦(CuFeS2)既是制取銅及其化合物的主要原料，又可以制備硫及鐵的化合物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)冶煉銅的反應(yīng)方程式為8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2↑，若CuFeS2中鐵元素為＋2價(jià)，則反應(yīng)中被還原的元素為_(kāi)_______(填元素名稱(chēng))。

(2)上述冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量二氧化硫，下列對(duì)其性質(zhì)的描述中正確的是________(填序號(hào))。

A．SO2既是氧化劑，又是還原劑

B．SO2是還原產(chǎn)物

C．SO2是形成酸雨的一種物質(zhì)

D．SO2是氧化產(chǎn)物

(3)SO2的存在對(duì)CO2的檢驗(yàn)會(huì)造成干擾，實(shí)驗(yàn)室常用酸性高錳酸鉀溶液除去SO2，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

_______________________________________________________________。

(4)利用黃銅礦冶煉產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)eO、Fe2O3、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。方法為先用稀鹽酸浸取爐渣，過(guò)濾；將濾液先氧化，再加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3。用下列哪些試劑可以驗(yàn)證爐渣中含有FeO？________________(填序號(hào))。其中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________。

A．稀鹽酸    B．稀硫酸  C．KSCN溶液

D．KMnO4溶液  E．NaOH溶液  F．碘水

Answer 1

解析　該題以黃銅礦為載體，考查了氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)以及亞鐵離子的檢驗(yàn)。(1)要找出反應(yīng)中被氧化或被還原的元素，突破口是化合價(jià)的升降。由于＋2價(jià)的鐵部分升高為＋3價(jià)，因而鐵元素被氧化，同時(shí)硫元素由－2價(jià)升高為＋4價(jià)，所以硫元素也被氧化。由氧元素的化合價(jià)變化情況可知氧氣在反應(yīng)中作氧化劑，同時(shí)銅元素由＋2價(jià)降低為0價(jià)，所以銅元素被還原。(2)SO2既是O2被還原的產(chǎn)物，又是CuFeS2被氧化的產(chǎn)物，還是形成酸雨的一種大氣污染物。(3)SO2具有還原性，KMnO4具有強(qiáng)氧化性，在酸性條件下，KMnO4被還原為MnSO4，SO2被氧化成硫酸，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。(4)要驗(yàn)證爐渣中有FeO，若用常規(guī)方法，很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闋t渣中存在Fe2O3，酸溶后，溶液中既有Fe2＋，又有Fe3＋，而Fe3＋干擾Fe2＋的檢驗(yàn)。此時(shí)就要考慮FeO的另一個(gè)性質(zhì)，即FeO的還原性，用強(qiáng)氧化劑將其氧化，若反應(yīng)過(guò)程中有明顯的現(xiàn)象變化，就能達(dá)到目的。根據(jù)題目提供的試劑可選擇稀硫酸和KMnO4溶液。其中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

答案　(1)銅元素、氧元素　(2)BCD　(3)5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4　(4)BD　5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O