Question

【题目】黄铜矿（CuFeS2）是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏，常含微量的金、银等．右图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红（氧化铁）颜料的工艺流程图：

（1）CuFeS2中，Fe的化合价为 ．
（2）写出“反应Ⅰ”的离子方程式 ， 该反应的氧化剂是 ．
（3）CuCl难溶于水，但可与过量的Cl﹣反应生成溶于水的[CuCl2]﹣ ． 该反应的离子方程式为 ．
（4）反应Ⅰ～V五个反应中属于非氧化还原反应的是反应（选填“Ⅰ～V”）．
（5）已知Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应，歧化为C u2+和Cu，由此可推知“溶液A”中的溶质为（写出化学式）．
（6）在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为
（7）将一定量的铁红溶于160mL 5molL﹣1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe3+ ， 则参加反应的铁粉的质量为 ．

Answer 1

【答案】
（1）+2
（2）CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓；CuFeS2、FeCl3
（3）Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣
（4）II、I
（5）CuCl2、NaCl
（6）4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O
（7）11.2g
【解析】解：氯化铁具有氧化性，能氧化黄铜矿，根据产物知反应I为CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后过滤得到固体CuCl和S和滤液，向滤液中加入碳酸钠发生反应II，发生的离子反应方程式为Fe2++CO32﹣=FeCO3↓，过滤得到FeCO3 ， 在空气中灼烧FeCO3得到氧化铁，反应III为4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，发生反应IV为Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 过滤得到Na[CuCl2]，再加入水发生反应V生成Cu和溶液A，Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应，歧化为C u2+和Cu，则A为CuCl2、NaCl，（1）CuFeS2中S为﹣2价、Cu为+2价，Fe的化合价为+2价，所以答案是：+2；（2）反应I的离子方程式为CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，该反应中FeCl3、CuFeS2都得电子，所以CuFeS2、FeCl3都作氧化剂，
所以答案是：CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓；CuFeS2、FeCl3；（3）该反应离子方程式为Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 所以答案是：Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣；（4）这些反应中只有II和IV为非氧化还原反应，所以答案是：Ⅱ、Ⅳ；（5）反应Ⅴ为Na[CuCl2]和H2O的反应，根据题给信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl2 ， 所得的溶液中的溶质是CuCl2、NaCl，所以答案是：CuCl2、NaCl；（6）在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，则应有硫酸参加反应，且生成硫酸铜，硫酸铁和水，反应的方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O，离子反应方程式为：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O，
所以答案是：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O；（7）氢气的物质的量为 =0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H2 ，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根据氯原子守恒，所以氯化铁的物质的量为 ×（0.16L×5mol/L﹣0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
所以答案是：11.2g．