Question

（14分）青铜矿（CuFeS₂）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。
(1)  冶炼铜的反应为
8CuFeS₂ + 21O₂ 8Cu + 4FeO + 2Fe₂O₃ + 16SO₂
若CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是_________（填元素符号）。
(2)  上述冶炼过程产生大量SO₂，下列处理方案中合理的是__________（填代号）。
a.  高空排放                                   b.用于制备硫酸
c.  用纯碱溶液吸收制Na₂SO₄         d.用浓硫酸吸收
(3)  过二硫酸钾（K₂S₂O₈）具有强氧化性，可将I^?氧化为I₂：S₂O₈^2? + 2I^? → 2SO₄^2? + I₂；通过改变反应途径，Fe³⁺、Fe²⁺均可催化上述反应，试用离子方程式表示Fe³⁺对上述反应催化的过程：__________、__________。
(4)  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用稀盐酸浸取炉渣，过滤；②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃。
a.    除去Al³⁺ 的离子方程式是____________________________；
b.   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
所选试剂为__________，证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________。

Answer 1

(1)   Cu、O    2分       (2)   b、c  2分
(3)  ①2Fe³⁺ + 2I^? → I₂ + 2Fe²⁺  2分       ②2Fe²⁺ + S₂O₈^2? → 2Fe³⁺ + 2SO₄^2? 2分
(4) a.     Al³⁺ + 4OH^? → AlO₂^? + 2H₂O   2分
b.   稀硫酸、KMnO₄溶液        2分
用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO₄溶液反应，若溶液褪色则证明存在 2分

（1）根据方程式可知，氧气是氧化剂，得到电子，因此被还原的元素是氧元素。CuFeS₂中铜元素的化合价是＋2价，而生成物中有单质铜生成，所以被还原的元素还有铜。
（2）SO₂是一种酸性氧化物，能用于制备硫酸，b正确。SO₂还是一种大气污染物，不能随意丢弃，a不正确，c正确。浓硫酸不能稀释SO₂，d不正确，答案选bc。
（3）铁离子能把碘离子氧化生成单质碘，而在一定条件下，而S₂O₈^2?又能把亚铁离子氧化生成铁离子，方程式为2Fe³⁺ + 2I^? → I₂ + 2Fe²⁺、2Fe²⁺ + S₂O₈^2? → 2Fe³⁺ + 2SO₄^2?。
（4）①由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠中，所以方程式为Al³⁺ + 4OH^?＝ AlO₂^? + 2H₂O。
②因为氧化亚铁具有还原性，而酸性高锰酸钾溶液又具有氧化性，亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可以检验，所以选择的试剂是稀硫酸、KMnO₄溶液。实验现象是用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO₄溶液反应，若溶液褪色则证明存在。