题目内容
11．一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高．其主要流程如下：
注：反应Ⅱ的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl-═2[CuCl2]-+S↓
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的产物为FeS2、CuS（填化学式）．
（2）反应Ⅲ的离子方程式为4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O．
（3）一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其可能的原因是
该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜，加入硫酸，有利于析出硫酸铜晶体．
（4）炼钢时为了降低含碳量，可将铁红投入熔融的生铁中，该过程中主要反应的化学方程式是
3C+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO↑．
（5）写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式SO2+2H2S=3S↓+2H2O．
工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性，相同条件下，同浓度的两种水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3．
（6）某硫酸厂为测定反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数，取280mL（已折算成标准状况）气体样品与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol•L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL．已知：Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O（未配平）反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为12.00%．
分析 流程中反应Ⅰ的化学化方程为CuFeS2+S═FeS2+CuS，黄铜矿与S在高温下煅烧，使其转变为FeS2、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl2混合溶液 发生反应Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S↓，过滤得到滤液中通入空气发生反应4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O，一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，结晶分离得到硫酸铜晶体，加入铁还原溶液得到铜；滤渣分离得到FeS和S，
（1）由流程可知，黄铁矿分解生成的Fe、Cu均为+2价；
（2）反应Ⅲ中生成铜离子；
（3）考虑产物的溶解度，溶解度小的先从溶液中析出；
（4）炼钢时为了降低含碳量，可将铁红投入熔融的生铁中，氧化铁和碳反应生成铁和一氧化碳；
（5）二氧化硫中硫元素化合价+4价，处于硫元素的中间价态，表现氧化性可以利用二氧化硫和硫化氢反应生成淡黄色沉淀硫单质，NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性，亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度，亚硫酸氢铵溶液中铵根离子水解程度大于亚硫酸氢根水解程度溶液显酸性；
（6）SO2通入Fe（SO4）3溶液中，发生氧化还原反应生成硫酸亚铁；利用14H++Cr2O72-+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，可知，3SO2～Cr2O72-，以此计算．
解答 解：铜矿与S在高温下煅烧，使其转变为FeS2、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl2混合溶液 发生反应Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S↓，过滤得到滤液中通入空气发生反应4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O，一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，结晶分离得到硫酸铜晶体，加入铁还原溶液得到铜；滤渣分离得到FeS和S，FeS2通入空气灼烧得到氧化铁和二氧化硫，氧化铁炼钢，二氧化硫制备硫酸，
（1）由流程可知，黄铁矿分解生成的Fe、Cu均为+2价，则反应I的产物为FeS2、CuS，
故答案为：FeS2、CuS；
（2）反应Ⅲ中生成铜离子，则离子反应为4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O，
故答案为：4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O；
（3）相同条件下硫酸铜的溶解度小，则该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜，所以向反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，
故答案为：该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜、加入硫酸，有利于析出硫酸铜晶体；
（4）炼钢时为了降低含碳量，可将铁红投入熔融的生铁中，氧化铁和碳反应生成铁和一氧化碳，反应的化学方程式为：3C+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO↑，
故答案为：3C+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO↑；
（5）二氧化硫中硫元素化合价+4价，处于硫元素的中间价态，表现氧化性可以利用二氧化硫和硫化氢反应生成淡黄色沉淀硫单质，反应的化学方程式为：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性，亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度，亚硫酸氢铵溶液中铵根离子水解程度大于亚硫酸氢根水解程度溶液显酸性，相同条件下，同浓度的两种水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3，
故答案为：SO2+2H2S=3S↓+2H2O； NH4HSO3；
（6）利用14H++Cr2O72-+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，
可知，3SO2～Cr2O72-，
3 1
x 0.02mol/L×0.025L
解得x=0.0015mol，
反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为：$\frac{0.0015mol}{\frac{0.28L}{22.4L/mol}}$×100%=12.00%，
故答案为：12.00%．
点评 本题以实际化工生产“黄铜矿的综合利用”为背景，考查了元素化合物知识，离子方程式和化学方程式的书写及有关计算，题目更注重考查学生利用化学原理来解决实际问题的能力，利用关系式计算可简化计算，题目难度中等．
小学课时特训系列答案
（1）实验室用如图所示装置制备少量乙酸乙酯．
．试回答：
；
．Ⅰ．世界最早工业生产碳酸钠的方法是路布兰（N．Leblanc）法．其流程如下：
（1）流程I的另一产物是HCl，流程Ⅱ的反应分步进行：a．Na2SO4+4C $\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$Na2S+4CO↑；
b．Na2S与石灰石发生复分解反应，总反应方程式可表示为Na2SO4+4C+CaCO3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$Na2CO3+CaS+4CO↑．
Ⅱ．1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay）用氨碱法生产碳酸钠．反应原理如下：
20℃时一些物质在水中的溶解度/g•（100gH2O）-1
| NaCl | NH4Cl | NaHCO3 | NH4HCO3 | Na2CO3 |
| 35.9 | 37.2 | 9.6 | 21.7 | 21.5 |
（3）饱和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有：反应体系中NaHCO3溶解度最小、反应消耗水、NaHCO3相对分子质量最大．
Ⅲ．我国化工专家侯德榜研究出联合制碱法，其反应原理和氨碱法类似，但将制氨和制碱联合，提高了原料利用率．
（4）生产中需向分离出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固体并通入NH3，在0～10℃（填温度范围）下析出NH4Cl．（填化学式）
已知：
①苯胺易被氧化．
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如表：
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
| 乙酰苯胺 | 114.3 | 305 | 微溶于冷水，易溶于热水 |
| 苯胺 | -6 | 184.4 | 微溶于水 |
| 醋酸 | 16.6 | 118 | 易溶于水 |
步骤1：在a中，加入9mL （0.10mol）苯胺、15mL（0.27mol）冰醋酸及少许锌粉，依照图装置组装仪器．
步骤2：控制温度计读数在105℃左右，小火加热回流至反应完全．
步骤3：趁热将反应混合物倒入盛有100mL 冷水的烧杯中，冷却后抽滤、洗涤，得到粗产品．
步骤4：将步骤3所得粗产品进一步提纯后，称得产品质量为10.8g．
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称为圆底烧瓶，所选仪器a的最佳规格是B（填序号）．
A． 25mL B．50mL C．100mL D．250mL
（2）实验中加入少许锌粉的目的是防止苯胺被氧化，同时起着沸石的作用．
（3）步骤2中，控制温度计读数在105℃左右的原因是温度过低不能蒸出反应所生成的水或温度过高未反应的乙酸蒸出．
（4）判断反应已基本完全的方法为锥形瓶不再有水增加．
（5）步骤3中趁热将混合物倒入盛有冷水的烧杯中，“趁热”的原因是若让反应混合物冷却，则固体析出沾在瓶壁上不易处理．
（6）步骤4中粗产品进一步提纯，该提纯方法是重结晶．
（7）本次实验的产率为80%．
| A． | 化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化 | |
| B． | 常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合放出氨气，该反应为放热反应 | |
| C． | 酸碱反应生成1 mol水所发出的热量为中和热 | |
| D． | 旧化学键断裂所放出的能量高于新化学键形成所吸收的能量时发生放热反应 |
| A． | 1 000 mL容量瓶，58.5 g NaCl | B． | 980 mL容量瓶，57.3 g NaCl | ||
| C． | 500 mL容量瓶，58.5 gNaCl | D． | 1 000 mL容量瓶，117.0 g NaC1 |