Question

8．黄铜矿不仅可用于火法炼铜，也可用于湿法炼铜，湿法可同时生产铜、磁性氧化铁和用于橡胶工业的一种固体物质A，流程如图：

（1）黄铜矿中Cu 的化合价是+2，反应I中65gFeC1₃可氧化0.1mol CuFeS₂．
（2）工业生产中的过滤操作多采用倾析法分离出固体物质，下列适合用倾析法的有AB．
A．沉淀的颗粒较大   B．沉淀容易沉降    C．沉淀呈胶状     D．沉淀呈絮状
（3）在反应Ⅱ中，计算NaHCO₃饱和溶液（其中CO₃^2-平衡浓度为1.2×10^-3mol/L）可产生FeCO₃沉淀时的最小Fe²⁺浓度是2.5×10^-8mol/L（己知FeCO₃的K_sp=3.0×10^-11）
（4）反应Ⅲ是在设备底部鼓入空气，高温氧化锻烧法来制备磁性氧化铁，写出对应的化学方程式6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂．
（5）固休物质A的成分硫（写名称）．
（6）潮湿的FeCO₃固体若不及时灼烧处理会在空气中逐渐变红，写出相关的化学方程式：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂．
（7）本流程中可实现循环使用的物质除了水外，还有氯化钠．

Answer 1

分析 根据流程：黄铜矿CuFeS₂与FeCl₃发生反应Ⅰ：CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl↓+4FeCl₂+2S↓，过滤，
滤液为氯化亚铁，与NaHCO₃发生反应Ⅱ生成FeCO₃，过滤，向FeCO₃中通入空气生成四氧化三铁，
滤渣为S、CuCl，与NaCl溶液发生反应Ⅳ：CuCl+NaCl=Na[CuCl₂]，S不溶，过滤得到Na[CuCl₂]溶液，固体为S，向滤液中加入水，Cu⁺ 在反应V中发生自身氧化还原反应，歧化为Cu²⁺和Cu，溶液A含有CuCl₂、NaCl，据此分析可得．

解答 解：（1）黄铜矿CuFeS₂中铁元素显+2价，S元素显-2价，故铜元素显+2；65gFeC1₃的物质的量为$\frac{65g}{162.5g/mol}$=0.4mol，三价铁还原为二价铁得电子0.4mol，CuFeS₂中硫元素化合价由-2价升高到0价，共升高4价，硫元素被氧化，失去0.4mol电子时CuFeS₂为0.1mol；
故答案为：+2；0.1；
（2）沉淀的颗粒较大，静止后容易沉降至容器底部，常用倾析法分离．沉淀呈胶状或絮状，静止后不容易沉降，不能采取倾析法分离；
故答案为：AB；
（3）己知FeCO₃的K_sp=3.0×10^-11，NaHCO₃饱和溶液（其中CO₃^2-平衡浓度为1.2×10^-3mol/L）可产生FeCO₃沉淀时的最小Fe²⁺浓度是$\frac{3.0×1{0}^{-11}}{1.2×1{0}^{-3}}$mol/L=2.5×10^-8mol/L；
故答案为：2.5×10^-8mol/L；
（4）高温氧化锻烧法来制备磁性氧化铁，化学方程式为：6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂；
故答案为：6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂；
（5）滤渣为S、CuCl，与NaCl溶液发生反应Ⅳ：CuCl+NaCl=Na[CuCl₂]，S不溶，过滤得到Na[CuCl₂]溶液，固体为S；
故答案为：硫；
（6）潮湿的FeCO₃固体若不及时灼烧处理会在空气中逐渐变红，二价铁被氧化为三价铁并水解生成红褐色的氢氧化铁，化学方程式为：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂；
故答案为：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂；
（7）反应Ⅳ使用氯化钠溶液，反应Ⅴ生成的溶液A含有CuCl₂、NaCl，氯化钠可循环使用；
故答案为：氯化钠．

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，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．