Question

18．（1）金属大多存在于矿石中，如铁存在于赤铁矿（含Fe₂O₃）、磁铁矿（含Fe₃O₄）、菱铁矿（含碳酸亚铁，化学式为FeCO₃），铜存在于黄铜矿（含CuFeS₂）、辉铜矿（含Cu₂S，其中硫是负二价，则其名称为硫化亚铜）等．
Cu₂S中铜元素的质量分数为80%，用500吨含Cu₂S 80%的铜矿石，理论上可以炼出320吨铜．
（2）磁铁矿常用于工业炼铁，反应的化学方程式是Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO₂+3Fe；Fe₃O₄在组成上可看成Fe₂O₃•FeO（纯净物），它能与盐酸反应生成一种使溶液呈黄色的物质和一种使溶液呈浅绿色的物质，试用一个化学方程式表示该反应Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O．
（3）将m g氧化铜加入稀硫酸中完全溶解后，再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣A和滤液B．再将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出，充分反应后，剩余固体物质的质量为9.6g．
①滤渣A的成分是铁、铜，滤液B的成分是FeSO₄．
②原氧化铜的质量m=12g．

Answer 1

分析 （1）根据化学式的写法，化学方程式的书写方法，常见元素的化合价进行分析；
（2）根据四氧化三铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、硫化亚铁和水进行分析；
（3）根据金属活动性由强到弱的顺序：铁＞氢＞铜，分析氧化铜中加入稀硫酸发生的反应（CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O），再加入铁粉可能发生的反应（Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑），依据实验现象“滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出”，判断发生反应后所得滤渣和滤液的成分．

解答 解：（1）碳酸亚铁中的铁元素显正二价，碳酸根显负二价，所以化学式为FeCO₃，辉铜矿中硫是负二价，则铜显正一价，为亚铜，所以名称为硫化亚铜，$\frac{128}{128+32}$×100%=80%，依据铜元素守恒可知，生成铜的质量为：500t×80%×80%=320t；
（2）四氧化三铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO₂+3Fe，四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、硫化亚铁和水，化学方程式为：Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）根据实验现象“滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出”可知，充分反应后滤渣中含有铁，说明加入的铁是过量的；此时滤液中不存在硫酸和硫酸铜，则所得滤渣中一定含有铜、铁，滤液中一定含有硫酸亚铁；将滤渣A加入足量稀硫酸中，充分反应后，剩余固体物质为铜，铜的质量为9.6gg；根据元素质量守恒，由铜的质量可以计算出参加反应的氧化铜的质量．
设氧化铜的质量为x．
Cu---CuO
64    80  
9.6g  x
$\frac{64}{9.6g}$=$\frac{80}{x}$
x=12g．
故答案为：（1）FeCO₃，硫化亚铜，80%，320t；
（2）Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO₂+3Fe，Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）①铁、铜，FeSO₄；
②12．

点评 本题体现出了化学中“根据现象，找出原因，判断本质”这一化学理念，考查运用知识分析问题的能力．