Question

7．工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS₂）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的CD吸收．
A．浓H₂SO₄   B．稀HNO₃    C．NaOH溶液    D．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe³⁺（填离子符号），检验溶液中还存在Fe²⁺的方法是取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去（注明试剂．现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+6Cu．
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al．Zn．Ag．Pt．Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是BD
A．电能全部转化为化学能        
B．粗铜接电源正极，发生氧化反应
C．溶液中Cu²⁺向阳极移动        
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应可制备CuSO₄，若将该反应2Cu²⁺+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O设计为原电池，其正极电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 由流程可知，黄铜矿加入石英砂通入空气焙烧，可生成Cu₂S、CuO，继续加入石英砂通入空气焙烧，生成Cu₂O、Cu，生成气体A为二氧化硫，熔渣B为FeO等，Cu₂O、Cu与铝在高温下发生铝热反应得到粗铜，电解可得到精铜，
（1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，二氧化硫是酸性氧化物，结合选项中各物质的性质判断；
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe³⁺；
Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验；
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu；
（4）A、反应中有热能产生；
B、精炼铜时，粗铜做阳极；
C、溶液中Cu²⁺向阴极移动；
D、Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落；
（5）利用原电池原理，负极失电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应．

解答 解：（1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，
A、浓H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故A错误；
B、稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大气，故B错误；
C、NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故C正确；
D、氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，故D正确；
故选CD；
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe³⁺；
Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验，取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去，
故答案为：Fe³⁺；取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去；
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu，反应方程式为3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+6Cu，
故答案为：3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+6Cu；
（4）A、反应中有热能产生，故A错误；
B、精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故B正确；
C、溶液中Cu²⁺向阴极移动，故C错误；
D、Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故D正确；
故选BD；
（5）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，正极上是氧气得到电子发生还原反应，酸性溶液中生成的氢氧根离子以水的形式存在，其正极电极反应式为：4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，故答案为：4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O．

点评 本题考查了元素化合物的性质、电化学知识、离子检验等知识点，难度中等，注意离子的检验是高考的热点，选取的试剂和检验离子反应后要有特殊现象，会运用知识迁移方法解决问题．