Question

（14分）黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼原理为：2CuFeS2＋2SiO2＋5O2＝2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。

（1）黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证炉渣中含有＋2价的铁的探究过程中的有关问题：

仅限选择的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水

①应选用试剂为 。

②有关的实验现象为 。

（2）据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下，酸性溶液中，将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2（SO4）3＋2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO4·5H2O）：

①操作a的名称是 ，操作b的操作方法是 。

②检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的试剂是 ，证明Fe3＋已被除尽的现象是 。

③在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜（要求：一种方案只用一个反应来完成）。写出两种方案的化学方程式：

方案一： ； 方案二： 。

 

Answer 1

（14分）（1）①稀硫酸、KMnO4溶液（2分）

②稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4 溶液褪色（2分）

（2）①过滤（1分） 蒸发浓缩，冷却结晶（2分）②KSCN溶液（1分） 溶液不变红（2分）

③CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu（2分） 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4（2分）

【解析】

试题分析：（1）①亚铁离子检验还原性，高锰酸钾溶液酸性溶液中能氧化亚铁离子，使得高锰酸钾溶液褪色，故答案为：稀硫酸、KMnO4溶液；

②实验现象为：稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4 溶液褪色；

（2）①流程中操作a是通过过滤的方法得到氢氧化铁沉淀和滤液B，滤液B是硫酸铜溶液，操作b是溶液中得到CuSO4?5H2O晶体的实验方法，溶液中得到溶质晶体可以加热蒸发浓缩，冷却结晶得到；

故答案为：过滤； 蒸发浓缩，冷却结晶；

②检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液，加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子；故答案为：KSCN溶液；溶液不变红；

③硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为：CuSO4+Fe＝FeSO4+Cu；也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，故答案为：CuSO4+Fe＝FeSO4+Cu；2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2 H2SO4。

考点：考查物质性质的实验设计和反应现象判断以及金属铜的制备等