Question

5．黄铜矿（主要成分为CuFeS₂）是海洋矿物中的一种，它是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物．请回答下列问题：
（1）利用黄铜矿冶炼铜的反应为8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂．已知CuFeS₂中Fe的化合价为+2，Cu的化合价为+2，
①反应中被还原的元素是Cu、O（填元素符号），
②生成1mol Fe₂O₃时转移电子的物质的量为50mol．
（2）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃，方法为：
①用过量稀盐酸浸取炉渣，过滤．②先将滤液氧化，再向其中加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃．据以上信息回答下列问题：
A．①中过滤的目的是除去SiO₂．
B．②中将滤液氧化常常选用H₂O₂，其反应的离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
C．只能选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO．提供的试剂：
稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、碘水，
①所选试剂为稀硫酸、KMnO₄溶液．
②证明炉渣中含有FeO的实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色．

Answer 1

分析 （1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Cu、O元素的化合价降低，Fe、S元素的化合价升高；
（2）A．只有二氧化硅不溶于稀盐酸；
B．滤液氧化常常选用H₂O₂，与亚铁离子发生氧化还原反应；
C．实验验证炉渣中含有FeO，可加酸溶解后，利用亚铁离子的还原性分析．

解答 解：（1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Cu、O元素的化合价降低，Fe、S元素的化合价升高，
①含元素化合价降低的物质被还原，反应中被还原的元素是Cu、O，故答案为：Cu、O；
②由反应可知生成2mol Fe₂O₃时转移电子的物质的量为4mol×（3-2）+16mol×6=100mol，则生成1mol Fe₂O₃时转移电子的物质的量为50mol，故答案为：50；
（2）A．只有二氧化硅不溶于稀盐酸，则过滤的目的是除去SiO₂，故答案为：除去SiO₂；
B．滤液氧化常常选用H₂O₂，与亚铁离子发生氧化还原反应，离子反应为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
C．实验验证炉渣中含有FeO，选择试剂为稀硫酸、KMnO₄溶液，证明炉渣中含有FeO的实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色，
故答案为：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使KMnO₄溶液褪色．

点评 本题考查氧化还原反应和混合物分离提纯，为高频考点，注意把握元素化合价的判断，从化合价变化的角度分析，题目侧重于相关概念的考查，题目难度不大．