Question

工业上可用黄铜矿（CuFeS₂）冶炼铜，同时还可得到多种物质。
工业冶炼铜的化学方程式是：
（1）CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是氧元素和____________。
（2）用少量黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（主要含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）模拟制铁红（Fe₂O₃），进行如下实验。

①滤液中的阳离子有Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺、_____________。
②为确认滤液中含Fe²⁺，下列实验方案和预期现象正确的是____（填序号）。

	实验方案	预期现象
a	加NaOH溶液	产生白色沉淀，变灰绿再变红褐
b	先加KSCN溶液，再加氯水	先无明显现象，后变红
C	加酸性KMnO4溶液	紫色褪去
d	先加氯水，再加KSCN溶液	溶液先变黄，再变红

 
③滤液在酸性条件下，与H₂O₂反应的离子方程式是
______________________________________________________________________。
（3）冶炼铜过程中产生大量的SO₂可用于制硫酸，尾气可用纯碱溶液吸收。已知用1L1mol/L的纯碱溶液吸收SO₂，生成n（Na₂SO₃）：n（NaHSO₃）=1：2，则吸收的SO₂物质的量是_____________mol。

Answer 1

（8分）（1）铜元素（答Cu给分）（1分）（2）①Al³⁺ （1分）  ②c（2分）
③（2分） （3）1.5（2分）

试题分析：（1）黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为：8CuFeS₂＋21O₂8Cu＋4FeO＋2Fe₂O₃＋16SO₂，若CuFeS₂中的Fe的化合价为+2价，则铜的化合价为+2价，硫的化合价为-1价，氧气中氧元素的化合价为0价，产物中铜的化合价为0价，氧化亚铁中铁的化合价为+2价，氧元素为-2价，三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价，氧元素为-2价，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，氧元素为-2价，根据氧化还原规律，化合价降低的发生还原反应，所以反应中被还原的元素是Cu、O。
（2）①炉渣中要含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝，所以滤液中的阳离子有Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺、Al³⁺。
②由于溶液中含有Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺、Al³⁺，所以a中加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化铁红褐色沉淀会掩盖氢氧化亚铁沉淀，a不正确；溶液中含有铁离子，因此加KSCN溶液显红色，b不正确；亚铁离子检验还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，c正确；溶液中含有铁离子，显黄色，d不正确，答案选c。
③双氧水具有氧化性，亚铁离子具有还原性，能氧化亚铁离子，生成铁离子，反应的离子方程式是2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe^3＋＋2H₂O。
（3）设SO₂的物质的量是x，则根据n（Na₂SO₃）：n（NaHSO₃）＝1：2可知，亚硫酸钠是x/3mol，亚硫酸氢钠是2x/3mol。碳酸钠的物质的量是1L×1mol/L＝1mol，则根据钠原子守恒可知2x/3mol＋2x/3mol＝2mol，解得x＝1.5mol。₂和碳酸钠反应的有关计算
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，综合性强。在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生答题能力的培养和训练。意在培养学生分析、归纳、总结问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。