题目内容
工业上综合利用黄铜矿（CuFeS2）制备净水剂高铁酸钠（Na2FeO4）、铜及其化合物的工业流程如图所示：
（1）冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO．若中CuFeS2铁元素的化合价为+2，
1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为 mol．
（2）利用炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）制备高铁酸钠的方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；
②向滤液中加入足量H2O2溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、于燥得Fe（0H）3；
③Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠．
a．写出制取高铁酸钠的化学方程式： ；
b．验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为 ．
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑．铜棒上发生的电极反应式为 ．
（4）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境．用NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如表：
当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为是 ．
（1）冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
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1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为
（2）利用炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）制备高铁酸钠的方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；
②向滤液中加入足量H2O2溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、于燥得Fe（0H）3；
③Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠．
a．写出制取高铁酸钠的化学方程式：
b．验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
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（4）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境．用NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如表：
n（SO
| 91：9 | 1：1 | 1：91 | ||||
| PH（25℃） | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）分析化学方程式中元素化合价变化计算电子转移；
（2）Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠，结合原子守恒配平书写化学方程式；验证炉渣中含有FeO需要酸溶后用高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在；
（3）电化学法制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子被还原，铜应为阳极，阳极生成铜离子，以补充铜离子；
（4）根据溶液中电荷守恒和物料守恒确定溶液中各种离子浓度的关系．
（2）Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠，结合原子守恒配平书写化学方程式；验证炉渣中含有FeO需要酸溶后用高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在；
（3）电化学法制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子被还原，铜应为阳极，阳极生成铜离子，以补充铜离子；
（4）根据溶液中电荷守恒和物料守恒确定溶液中各种离子浓度的关系．
解答：
解：（1）8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2；元素化合价升高的为：铁元素+2价变化为+3价，硫元素化合价-2价变化为+4价；元素化合价降低的铜元素化合价+2价变化为0价，氧元素化合价-2价变化为-2价，结合电子守恒计算可知8molCuFeS2反应电子转移=（8×2+21×2×2）=100mol，
所以1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为12.5mol，
故答案为：12.5；
（2）a、Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠，反应的化学方程式为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
b、验证炉渣中含有FeO需要酸溶后用高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在，取炉渣加入稀硫酸溶解后，滴入高锰酸钾溶液紫红色消失说明含有，否则不含有；
故答案为：稀硫酸，KMnO4；
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑，铜应为阳极，阳极铜失电子发生氧化反应生成氧化亚铜，电极反应为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+；
故答案为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+；
（4）当溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度．溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，溶液中阴阳离子所带电荷相等，所以得到溶液中离子浓度大小为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H-）=c（OH-）；
故答案为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H-）=c（OH-）．
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所以1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为12.5mol，
故答案为：12.5；
（2）a、Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠，反应的化学方程式为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
b、验证炉渣中含有FeO需要酸溶后用高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在，取炉渣加入稀硫酸溶解后，滴入高锰酸钾溶液紫红色消失说明含有，否则不含有；
故答案为：稀硫酸，KMnO4；
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
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故答案为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+；
（4）当溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度．溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度，溶液中阴阳离子所带电荷相等，所以得到溶液中离子浓度大小为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H-）=c（OH-）；
故答案为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H-）=c（OH-）．
点评：本题考查了物质分离流程分析判断，氧化还原反应电子转移计算应用，电解原理和电解质溶液中离子浓度大小比较方法，掌握基础是关键，题目难度中等．
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