Question

12．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=8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16O₂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）上述冶炼过程产生大量SO₂．下列处理方案中合理的是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）过二硫酸钾（K₂S₂O₈）具有强氧化性可将I^-氧化为I₂：S₂O₈^2-+2I^-=2SO₄^2-+I₂通过改变反应途径，Fe³⁺．Fe²⁺ 均可催化上述反应．试用离子方程式表示Fe³⁺对上述反应催化的过程．2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．S₂O₈^2-+2Fe²⁺=SO₄^2-+2Fe³⁺．（不必配平）
（4）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，再加人过量NaOH 溶液过滤，将沉淀洗涤．干燥．煅烧得Fe₂O₃．
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．选用提供的试剂设计实验验证炉渣中含有Fe₂O₃．
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、KSCN溶液、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）反应中化合价降低的元素被还原；
（2）冶炼过程产生大量SO₂，处理方案中合理的分析是二氧化硫是污染性气体，不能排放到空气中，可以吸收利用；
（3）过二硫酸钾（K₂S₂O₈）、三价铁离子均具有强氧化性，碘离子具有还原性，根据氧化剂和还原剂的性质以及题意信息来回答；
（4）a、氧化铝是两性氧化物，能和强酸以及强碱反应，利用氢氧化钠使其变为偏铝酸根即可；
b、证明含有Fe₂O₃，需要加酸溶解，然后检验铁离子；亚铁离子能被高锰酸钾溶液氧化，使的高锰酸钾溶液褪色．

解答 解：（1）化合价降低的元素Cu、O，在反应中被还原，故答案为：Cu、O；
（2）a．二氧化硫是污染性气体，高空排放会污染空气，处理不合理，故a错误；
b．可以利用吸收二氧化硫生成硫酸，用于制备硫酸，故b合理；
c．用纯碱溶液吸收二氧化硫可以制Na₂SO₄，故c合理；
d．用浓硫酸不能吸收二氧化硫，故d不合理；
故答案为：b、c；
（3）根据题意过二硫酸钾（K₂S₂O₈）、三价铁离子均具有强氧化性，碘离子具有还原性，通过改变反应途径，Fe²⁺均可催化反应S₂O₈^2-+2I^-=2SO₄^2-+I₂；实质是：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，S₂O₈^2-+2Fe²⁺=2SO₄^2-+2Fe³⁺，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；S₂O₈^2-+2Fe²⁺=2SO₄^2-+2Fe³⁺；
（4）a．氧化铝是两性氧化物，能和强酸以及强碱反应，6H⁺+Al₂O₃=3H₂O+2Al³⁺，除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成偏铝酸根，
故答案为：Al³⁺+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
b．证明含有Fe₂O₃，需要加酸溶解，然后检验铁离子，所以需要稀硫酸和KSCN溶液，检验亚铁离子要利用亚铁离子的还原性，高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子，使得高锰酸钾溶液褪色，
故答案为：稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO₄溶液褪色．

点评 本题考查了硫元素及其化合物的性质，题目难度中等，题目涉及元素化合物的性质、氧化还原反应、离子方程式的书写、物质的检验等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．