题目内容

15．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．
（2）写出“反应Ⅰ”的离子方程式CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓，该反应的氧化剂是CuFeS2、FeCl3．
（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Cl-+CuCl=[CuCl2]-．
（4）反应Ⅰ～V五个反应中属于非氧化还原反应的是反应II、IV（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CuCl2、NaCl（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4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O
（7）将一定量的铁红溶于160mL 5mol•L-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11.2g．

分析 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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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，结合题目分析解答．

解答 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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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，故答案为：+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，
故答案为：CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓；CuFeS2、FeCl3；
（3）该反应离子方程式为Cl-+CuCl=[CuCl2]-，故答案为：Cl-+CuCl=[CuCl2]-；
 （4）这些反应中只有II和IV为非氧化还原反应，故答案为：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，故答案为：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，
故答案为：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；
（7）氢气的物质的量为 $\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=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$\frac{1}{2}$×（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，
故答案为：11.2g．

点评 本题以Fe及其化合物为载体考查物质制备，为高频考点，明确元素化合物性质、氧化还原反应原理是解本题关键，涉及方程式的计算、离子方程式书写等知识点，侧重考查学生分析、判断、计算及阅读信息、获取并灵活运用信息能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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7．（1）某容器中发生了一个化学反应，反应过程中存在H2O、ClO-、CN-、HCO3-、N2、Cl-六种粒子，在反应过程中测得ClO-和N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示．
该反应的离子方程式是H2O+5ClO-+2CN-=N2↑+5Cl-+2HCO3-．
（2）氮氧化合物是大气污染的重要盐因素，将NOx转化为无害物质是当前研究的重要课题．
①下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0．
NO2+G$\stackrel{催化剂}{→}$N2+H2O+nX（未配平的反应式）．
下列化合物中，满足上述反应式中的G是ad（填写字母）．
a．NH3　　b．CO2　　c．SO2　　d．CH3CH2OH
②若G为天然气的主要成分，则X为CO2，n=1．
6．碳酸钙、盐酸是中学化学实验中的常用试剂．
（1）甲同学拟测定CaCO3固体与过量0.1mol•L-1 HCl的反应速率．
①该反应的离子方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
②设计实验方案：通过测量生成二氧化碳的体积和反应时间或消耗碳酸钙固体的质量和反应时间计算反应速率
（2）乙同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响．电子天平限选试剂与用品：0.1mol•L-1 HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水、量筒、秒表
（i）设计实验方案：在反应物浓度或固体表面积不同的条件下，测定生成等质量二氧化碳所需时间
（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）．
（ⅱ） 根据（i）中设计的实验测定方案，拟定实验表格，完整体现实验方案．列出所用试剂的用量、待测物理量；数据用字母a、b、c、d表示．
已知实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响；
实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响．
写出表中①-⑥所代表的必要数据或物理量
  物理量
实验序号		V（0.1mol•L-1 HCl）/mLm（颗粒状CaCO3）/gm（粉末状CaCO3）/gV（蒸馏水）/mL⑤⑥
实验1ab0cd
实验2①0③cd
实验3c② 0④d
3．下列应用或事实与胶体的性质无关的是（　　）
A．清晨的阳光穿过茂密的林木枝叶所产生的美丽的光线
B．向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀
C．肾功能衰竭等疾病引起的尿中毒，可利用半透膜进行血液透析
D．在海水与河水交界处，易形成三角洲
10．关于1.5mol NH3的说法错误的是（　　）
A．摩尔质量为17 g•mol-1
B．所含的分子数目约为9.03×1023
C．在标准状况下体积约为33.6L
D．溶于水制成0.5L溶液时物质的量浓度为1.5mol•L-1
20．分子式为C4H9Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（　　）
A．4种B．6种C．8种D．10种
7．按题给要求填空
（1）写出以乙炔为原料制备聚氯乙烯反应方程式（无机物不限）
①CH≡CH+HCl→CH2=CHCl．
②．
（2）分子式为C6H12 的某烃的所有碳原子都在同一平面上，则该烃的结构简式为（CH3）2C=C（CH3）2，若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上，则该烃的结构简式为CH3C≡CCH3．
（3）1分子某烷烃含有50个电子，该烷烃只能由一种结构的炔烃加氢得到，则该烷烃的结构简式为CH3CH2C（CH3）3或CH3CH2CH（CH3）CH2CH3．
4．已知反应：4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H2O
（1）该反应中氧化剂是氧气（填化学名称），被氧化的元素是N（填元素符号），氧化产物是NO（填化学式）．
（2）若有1mol O2参加反应，则转移的电子是4mol．
（3）用单线桥标出该反应的电子转移方向和数目．

现有0.01mol／L的下列溶液：①CH3COOH ②NaHCO3 ③NaHSO4 ④KOH ⑤H2SO4按pH由小到大的顺序排列的是 ( )

A．⑤③①②④ B．③⑤①②④ C．⑤②③①④ D．④②①③⑤

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