题目内容
工业上用黄铜矿冶炼铜及对炉渣综合利用的一种工艺流程如下：
（1）冶炼过程中得到Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”，其与金属A1在高温条件下混合反应可得粗铜，反应化学方程式为 ．粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的 极，可在 极得到纯度较高的精铜．
（2）传统炼铜的方法主要是火法炼铜，其主要反应为：
①2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO
②2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
③2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑
每生成1mol Cu，共消耗 mol O2．反应③中的氧化剂是 ．
（3）炼铜产生的炉渣（含Fe2O3，FeO，SiO2，Al2O3）可制备Fe2O3．根据流程回答下列问题：
①加入适量NaClO溶液的目的是 （用离子方程式表示）．
②除去Al3+的离子方程式是 ．
③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO．提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水．所选试剂是 ．实验设计： ．
（1）冶炼过程中得到Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”，其与金属A1在高温条件下混合反应可得粗铜，反应化学方程式为
（2）传统炼铜的方法主要是火法炼铜，其主要反应为：
①2CuFeS2+4O2
| ||
②2Cu2S+3O2
| ||
③2Cu2O+Cu2S
| ||
每生成1mol Cu，共消耗
（3）炼铜产生的炉渣（含Fe2O3，FeO，SiO2，Al2O3）可制备Fe2O3．根据流程回答下列问题：
①加入适量NaClO溶液的目的是
②除去Al3+的离子方程式是
③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO．提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水．所选试剂是
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）根据信息：金属A1在高温条件下和Cu2O和Cu的混合物反应可得粗铜来书写方程式，电解精炼铜时，阳极是粗铜，阴极上是铜，根据电解池的工作原理来回答；
（2）由反应可知，存在6Cu～6CuFeS2～15O2，氧化还原反应中，化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，以此分析；
（3）①次氯酸钠具有氧化性，能将还原性的离子氧化；
②铝离子可以和过量的强碱溶液反应生成偏铝酸盐，根据物质的性质来回答；
③根据亚铁离子的性质来确定选择的试剂，根据离子的特征离子反应对离子进行检验即可．
（2）由反应可知，存在6Cu～6CuFeS2～15O2，氧化还原反应中，化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，以此分析；
（3）①次氯酸钠具有氧化性，能将还原性的离子氧化；
②铝离子可以和过量的强碱溶液反应生成偏铝酸盐，根据物质的性质来回答；
③根据亚铁离子的性质来确定选择的试剂，根据离子的特征离子反应对离子进行检验即可．
解答：
解：（1）根据信息：金属A1在高温条件下和Cu2O和Cu的混合物反应可得粗铜，方程式为：3Cu2O+2Al
Al2O3+6Cu，电解精炼铜时，阳极是粗铜，所以粗铜和电源的正极相连，阴极上是铜，在该电极上析出的是金属铜，故答案为：3Cu2O+2Al
Al2O3+6Cu；正；阴；
（2）由反应①2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO
②2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
③2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑
可知，存在关系式：6Cu～6CuFeS2～15O2，所以每生成1mol Cu，共消耗氧气是2.5mol，氧化还原反应2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑中，化合价降低的Cu元素所在的反应物Cu2O和Cu2S是氧化剂，故答案为：2.5；Cu2O和Cu2S；
（3）炼铜产生的炉渣（含Fe2O3，FeO，SiO2，Al2O3）制备Fe2O3的原理是先加入盐酸，在过滤，可以得到氯化铁、氯化亚铁、氯化铝的混合液，将二氧化硅滤出，向混合液中加入次氯酸钠溶液，其氧化性可以将亚铁离子全部氧化为铁离子，再加入氢氧化钠后过滤，可以得到氢氧化铁沉淀，将之加热分解得到氧化铁．
①加入适量NaClO溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，即2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；
②铝离子可以和过量的强碱溶液反应生成偏铝酸盐，过滤，可以实现铁离子和铝离子的分离，而除去铝离子，除去Al3+的离子方程式是：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-，故答案为：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-；
③氧化亚铁可以溶于稀硫酸中，亚铁离子能使高锰酸钾褪色，所以将炉渣溶于稀硫酸中，取溶液向其中滴加高锰酸钾溶液，如果紫色褪去，证明
含有亚铁离子，证明炉渣中含有FeO，不能用稀盐酸，因为盐酸也会使高锰酸钾褪色，干扰亚铁离子的检验，
故答案为：稀硫酸、KMnO4溶液；将炉渣溶于稀硫酸中，取溶液向其中滴加高锰酸钾溶液，如果紫色褪去，证明含有亚铁离子，证明炉渣中含有FeO．
| ||
| ||
（2）由反应①2CuFeS2+4O2
| ||
②2Cu2S+3O2
| ||
③2Cu2O+Cu2S
| ||
可知，存在关系式：6Cu～6CuFeS2～15O2，所以每生成1mol Cu，共消耗氧气是2.5mol，氧化还原反应2Cu2O+Cu2S
| ||
（3）炼铜产生的炉渣（含Fe2O3，FeO，SiO2，Al2O3）制备Fe2O3的原理是先加入盐酸，在过滤，可以得到氯化铁、氯化亚铁、氯化铝的混合液，将二氧化硅滤出，向混合液中加入次氯酸钠溶液，其氧化性可以将亚铁离子全部氧化为铁离子，再加入氢氧化钠后过滤，可以得到氢氧化铁沉淀，将之加热分解得到氧化铁．
①加入适量NaClO溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，即2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；
②铝离子可以和过量的强碱溶液反应生成偏铝酸盐，过滤，可以实现铁离子和铝离子的分离，而除去铝离子，除去Al3+的离子方程式是：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-，故答案为：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-；
③氧化亚铁可以溶于稀硫酸中，亚铁离子能使高锰酸钾褪色，所以将炉渣溶于稀硫酸中，取溶液向其中滴加高锰酸钾溶液，如果紫色褪去，证明
含有亚铁离子，证明炉渣中含有FeO，不能用稀盐酸，因为盐酸也会使高锰酸钾褪色，干扰亚铁离子的检验，
故答案为：稀硫酸、KMnO4溶液；将炉渣溶于稀硫酸中，取溶液向其中滴加高锰酸钾溶液，如果紫色褪去，证明含有亚铁离子，证明炉渣中含有FeO．
点评：本题是一道化学工艺流程方式的物质制备实验方案设计题，注意物质的分离和提纯、检验的方法是关键，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．
练习册系列答案
相关题目
下列对电负性的理解不正确的是（ ）
| A、电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准 |
| B、元素电负性的大小反映了元素对键合电子引力的大小 |
| C、元素的电负性越大，则元素的非金属性越强 |
| D、元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关 |
下列依据相关实验得出的结论正确的是（ ）
| A、向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液 |
| B、用铂丝蘸取少量某溶液进行颜色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液 |
| C、Al、Fe、Cu对应的氧化物均能与酸反应生成盐和水，三种金属的氧化物均为碱性氧化物 |
| D、向某溶液中滴加氯水后，再滴加KSCN溶液后溶液显血红色，该溶液中不一定含Fe2+ |
下列说法正确的是（ ）
| A、100mL1mol/L Al2（SO4）3溶液中，Al3+数为0.2×6.02×1023 |
| B、0.1mol锌与100mL1mol/L 的稀盐酸充分反应，产生氢气的分子数为0.1×6.02×1023 |
| C、C60和C70的混合物共12g，其中所含碳原子数为6.02×1023 |
| D、1mol甲基（-CH3）与1mol氢氧根（OH-）所含电子数均为10×6.02×1023 |
下列各基态原子和离子的电子排布式错误的是（ ）
| A、Ca2+ 1s22s22p63s23p6 |
| B、F- 1s22s23p6 |
| C、S2- 1s22s22p63s23p4 |
| D、Ar 1s22s22p63s23p6 |
），合成路线如图所示（部分反应试剂及生成物、条件省略）．
下列有关表达正确的是（ ）
| A、硫离子的电子排布式：1s22s22p63s23p4 |
B、H2O的电子式： |
C、N原子最外层电子的轨道表示式： |
D、 的名称：2-乙基丙烷 |
下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是（ ）
| A、H3O+ |
| B、SiH4 |
| C、PH3 |
| D、SO42- |