Question

20．黄铜矿（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$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂
若CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是Cu、O（填元素符号）．
（2）上述冶炼过程中产生大量SO₂．下列处理方案合理的是bc（填代号）．
a．高空排放                   b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na₂SO₃         d．用浓硫酸吸收
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃及不溶于强酸的SiO₂）可制备Fe₂O₃．
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．据以上信息回答下列问题：
a．除去Al³⁺的离子方程式是Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
b．步骤②中滤液氧化的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺．
c．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  碘水所选试剂为稀硫酸、KMnO₄溶液．证明炉渣中含有FeO的实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO₄溶液褪色．

Answer 1

分析 （1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Cu元素的化合价由+2价降低为0，O元素的化合价由0降低为-2价；
（2）产生大量SO₂利用碱液吸收，或用于硫酸的制备；
（3）利用炉渣（含Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃及不溶于强酸的SiO₂）制备Fe₂O₃，加盐酸后，二氧化硅不溶，滤液中含亚铁离子、铁离子、铝离子，氧化时将亚铁离子氧化为铁离子，再加过量NaOH，得到沉淀为氢氧化铁，加热氢氧化铁分解生成氧化铁，以此来解答．

解答 解：（1）8CuFeS₂+21O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Cu元素的化合价由+2价降低为0，O元素的化合价由0降低为-2价，则反应中被还原的元素是Cu、O，
故答案为：Cu、O；
（2）产生大量SO₂利用碱液吸收，或用于硫酸的制备，而高空排放不能减少环境污染，浓硫酸不能吸收二氧化硫，故答案为：bc；
（3）利用炉渣（含Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃及不溶于强酸的SiO₂）制备Fe₂O₃，加盐酸后，二氧化硅不溶，滤液中含亚铁离子、铁离子、铝离子，氧化时将亚铁离子氧化为铁离子，再加过量NaOH，得到沉淀为氢氧化铁，加热氢氧化铁分解生成氧化铁，
a．除去Al³⁺的离子方程式是Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
b．步骤②中滤液氧化的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
c．因亚铁离子具有还原性，则加酸溶解后与高锰酸钾发生氧化还原反应可检验，所以实验验证炉渣中含有FeO选用的试剂为稀硫酸、KMnO₄溶液；证明炉渣中含有FeO的实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO₄溶液褪色，
故答案为：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO₄溶液褪色．

点评 本题考查物质的制备，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应及氧化还原反应的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．