Question

黄铜矿（CuFeS₂）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物．
（1）冶炼铜的反应为：8CuFeS₂+21O₂

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

 

（填元素符号）．
（2）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃．方法为：
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Fe₂O₃．
除去Al³⁺的离子方程式是

 

．
（3）为验证炉渣中含有FeO，先将炉渣用稀酸溶解，再在酸性条件下加入适当的氧化剂．（提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、碘水）所选试剂为

 

、

 

，证明炉渣中含有FeO的实验现象为

 

．
（4）配平上述反应的离子方程式（氧化性物质依据你的选择填入[]）

 

Fe²⁺+

 

H⁺+

 

[]→

 

Fe³⁺+

 

[]+

 

H₂O
（5）如果证明炉渣中是否含有FeO，将炉渣溶于稀硝酸，每含有1mol FeO，可产生气体的体积是

 

L（标准状况，假设硝酸的还原产物只有NO）．
（6）Fe₂O₃可以作为染料，也可进一步制得净水剂Fe₂（SO₄）₃，Fe₂（SO₄）₃的净水原理是

 

（用相应的方程式表示）．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,氧化还原反应方程式的配平,含硫物质的性质及综合应用,铁的氧化物和氢氧化物

专题：元素及其化合物

分析：（1）8CuFeS₂+21O₂

高温  .

8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Fe元素的化合价升高，Cu、O元素的化合价降低；
（2）过量的氢氧化钠与铝离子反应生成偏铝酸根离子；
（3）设计实验验证炉渣中含有FeO，利用酸溶液后，根据亚铁离子具有还原性，选氧化剂发生明显的现象来解答；
（4）亚铁离子被高锰酸钾氧化为铁离子，然后根据电子得失和电荷守恒配平；
（5）FeO于稀硝酸反应的方程式可知3FeO～NO，然后求解；
（6）Fe₂（SO₄）₃，Fe₂（SO₄）₃的净水原理是得用铁离子的水解，生成氢氧化铁胶体．

解答： 解：（1）8CuFeS₂+21O₂

高温  .

8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂中，Fe元素的化合价升高，Cu、O元素的化合价降低，则Cu、O元素被还原，故答案为：Cu、O；
（2）过量的氢氧化钠与铝离子反应生成偏铝酸根离子，方程式为Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；            （2分）
（3）设计实验验证炉渣中含有FeO，利用酸溶液后，根据亚铁离子具有还原性，选氧化剂发生明显的现象即可证明，因盐酸能被高锰酸钾氧化，则选择试剂为稀硫酸、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能使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能使KMnO₄溶液褪色；
（4）亚铁离子被高锰酸钾氧化为铁离子，根据电子得失和电荷守恒配平为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案为：5、8、MnO₄^-、5、Mn²⁺、4；
（5）FeO于稀硝酸反应的方程式可知
   3FeO～NO，
   3mol  22.4L
   1mol   V
所以

3mol

1mol

=

22.4L

&;V，V=7.47L，故答案为：7.47；
（6）Fe₂（SO₄）₃，Fe₂（SO₄）₃的净水原理是得用铁离子的水解，生成氢氧化铁胶体，反应原理为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺．

点评：本题考查铁铜及化合物的性质，氧化还原反应的配平和分析和计算，氢氧化铁的水解，难度中等．