Question

由黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）煉制精銅的工藝流程示意圖如下：

（1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000℃左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，兩種低價(jià)硫化物的化學(xué)式分別為

 

、

 

．在反應(yīng)過(guò)程中還有一部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)化為低價(jià)氧化物，其化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（2）冰銅（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量較低．轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉．冰銅中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，每有1mol氧氣參加反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為

 

．生成的Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)，可制得含Cu量較高的粗銅．
（3）粗銅的電解精煉如圖所示．在粗銅的電解過(guò)程中，c為粗銅板，則a端應(yīng)連接電源的

 

極（填“正”或“負(fù)”），若粗銅中含有Au、Ag、Fe雜質(zhì)，則電解過(guò)程中c電極上發(fā)生反應(yīng)的方程式有

 

．
（4）可以應(yīng)用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測(cè)定反應(yīng)后電解液中鐵元素的含量．滴定時(shí)不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液的原因是

 

，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

，滴定時(shí)，錐形瓶中的溶液會(huì)接觸空氣，測(cè)得鐵元素的含量會(huì)

 

（填“偏高”或“偏低”）．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),銅的電解精煉

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）銅的低價(jià)為+1價(jià)，鐵的低價(jià)為+2價(jià)，故銅和鐵的低價(jià)硫化物為Cu₂S、FeS，在反應(yīng)過(guò)程中還有一部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)化為低價(jià)氧化物，即FeS和氧氣反應(yīng)生成FeO，根據(jù)反應(yīng)物和生成物配平化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（2）根據(jù)方程式：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂，分析化合價(jià)變化可知氧化產(chǎn)物為SO2，根據(jù)氧氣與二氧化硫的比例關(guān)系計(jì)算；
（3）在粗銅的電解精煉過(guò)程中，c為粗銅板作陽(yáng)極應(yīng)連接電源的正極，c電極（即陽(yáng)極）上銅和比銅活潑的鐵發(fā)生反應(yīng)的，方程式有 Fe-2e^-=Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（4）酸性高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡皮管（或易使橡皮管老化），故滴定時(shí)不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液．亞鐵離子用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測(cè)定，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；空氣中的氧氣可將亞鐵離子氧化，導(dǎo)致消耗高錳酸鉀的量減少，測(cè)得鐵元素的含量會(huì)偏低．

解答： 解：（1）銅的低價(jià)為+1價(jià)，鐵的低價(jià)為+2價(jià)，故銅和鐵的低價(jià)硫化物為Cu₂S、FeS，在反應(yīng)過(guò)程中還有一部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)化為低價(jià)氧化物，即FeS和氧氣反應(yīng)生成FeO，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 2FeS+3O₂

高溫  .

2FeO+2SO₂，
故答案為：Cu₂S、FeS；2FeS+3O₂

高溫  .

2FeO+2SO₂；
（2）Cu₂S被氧化為Cu₂O的反應(yīng)方程式為：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂；分析化合價(jià)變化可知氧化產(chǎn)物為SO2，根據(jù)氧氣與二氧化硫的比例關(guān)系，可知每有1mol氧氣參加反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物二氧化硫的物質(zhì)的量為

2

3

mol，故答案是：

2

3

mol；
（3）在粗銅的電解精煉過(guò)程中，c為粗銅板作陽(yáng)極，則a端應(yīng)連接電源的正極，若粗銅中含有Au、Ag、Fe雜質(zhì)，則電解過(guò)程中c電極（即陽(yáng)極）上銅和比銅活潑的鐵發(fā)生反應(yīng)的，方程式有 Fe-2e^-=Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：正；Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺；
（4）可以應(yīng)用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測(cè)定反應(yīng)后電解液中鐵元素的含量．滴定時(shí)不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液的原因是 酸性高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡皮管（或易使橡皮管老化）．電解時(shí)鐵變成了亞鐵離子，用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測(cè)定反應(yīng)后電解液中鐵元素，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；滴定時(shí)，錐形瓶中的溶液會(huì)接觸空氣，氧氣可將亞鐵離子氧化，導(dǎo)致消耗高錳酸鉀的量減少，測(cè)得鐵元素的含量會(huì)偏低．
故答案為：酸性高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡皮管（或易使橡皮管老化）；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了銅的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、電化學(xué)、氧化還原滴定等，涉及范圍較廣，綜合性較強(qiáng)．