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．
（1）冶煉銅的反應(yīng)為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)）．
（2）冶煉銅的主要流程如圖1：

①氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的c吸收．
a．濃H₂SO₄        b．稀HNO₃       c．NaOH溶液
②用稀HNO₃浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，一位同學(xué)由此得出該熔渣中鐵元素價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論．請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說明理由該結(jié)論不正確，稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色．
（3）冶煉出的銅可以發(fā)生下列反應(yīng)（圖2）
①寫出Cu溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的離子方程式：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O．
②寫出Cl₂將Z氧化為K₂EO₄的化學(xué)方程式：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O．
③對(duì)于0.1mol•L^-1 CuSO₄溶液，正確的是C．
A、常溫下，pH＞7
B、c（Cu²⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
C、c（H⁺）+2c（Cu²⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，Cu、O元素的化合價(jià)降低；
（2）冶煉銅的主要流程：黃銅礦與石英砂、空氣混合焙燒得到冰銅（mCu₂S•nFeS），加入石英砂通入空氣焙燒，生成Cu₂O、Cu，生成氣體A為二氧化硫，熔渣為SiO₂等，其中熔渣經(jīng)過硫酸溶解過濾除去不溶于酸的SiO₂和含有鐵元素的相關(guān)離子的酸性溶液，利用過量氫氧化鈉溶液進(jìn)行分離得到氫氧化鐵沉淀，過濾洗滌灼燒得到氧化鐵，泡銅與Al通過鋁熱反應(yīng)得到粗銅，再利用電解得到精銅；
（3）銅溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液生成硫酸銅，與E發(fā)生置換反應(yīng)生成銅單質(zhì)和另一金屬鹽X，X與稀H₂SO₄和H₂O₂混合液生成的Y可KSCN溶液變血紅色，則為鐵離子，故E為Fe，X為FeSO₄，Y為Fe₂（SO₄）₃，Z為Fe（OH）₃，據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，Cu、O元素的化合價(jià)降低，則Cu、O元素被還原；
故答案為：Cu、O；
（2）①由流程圖轉(zhuǎn)化可知，氣體A中的大氣污染物主要是二氧化硫，選擇試劑吸收二氧化硫，不能產(chǎn)生新的污染氣體，a、濃H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故錯(cuò)誤；
b、稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大氣，故錯(cuò)誤；
c、NaOH溶液與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉，故正確；
故答案為：c；
②用稀HNO₃浸泡熔渣B，若含有亞鐵離子，被氧化為鐵離子，也會(huì)使KSCN溶液變血紅色，故該結(jié)論不正確；
故答案為：該結(jié)論不正確，稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色；
（3）①由流程可知，Cu溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液生成硫酸銅，發(fā)生的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
②由分析可知Z為Fe（OH）₃，E為Fe，Cl₂將Z氧化為K₂FeO₄，鐵元素化合價(jià)升高，則氯元素化合價(jià)降低為-1價(jià)，發(fā)生的反應(yīng)為：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
故答案為：10KOH+3Cl₂+2Fe（OH）₃═2K₂FeO₄+6KCl+8H₂O；
③對(duì)于0.1mol•L^-1 CuSO₄溶液，
A、常溫下，銅離子發(fā)生水解，Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺，pH＜7，錯(cuò)誤；
B、銅離子發(fā)生水解，c（SO₄^2-）＞c（Cu²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），錯(cuò)誤；
C、根據(jù)電荷守恒，c（H⁺）+2c（Cu²⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），正確；
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 本題圍繞銅元素的有關(guān)物質(zhì)考查了元素化合物的性質(zhì)、物質(zhì)的制備、離子檢驗(yàn)、無機(jī)物推斷、溶液中離子的水解和守恒等知識(shí)點(diǎn)，屬于拼湊性題目，掌握物質(zhì)的性質(zhì)是突破點(diǎn)，難度中等．