Question

14．工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS₂）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的cd吸收．
a．浓H₂SO₄     b．稀HNO₃   c．NaOH溶液   d．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe³⁺（填离子符号），检验溶液中还存在Fe²⁺的方法是另取少量所得溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫红色褪去（注明试剂、现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为3Cu₂O+2Al $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Al₂O₃+6Cu．
（4）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，二氧化硫是酸性氧化物，结合选项中各物质的性质判断；
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe³⁺；Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验；
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu；
（4）根据原电池原理，正极发生的是化合价降低得电子的反应．

解答 解：（1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，
a．浓H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故a错误；
b．稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大气，故b错误；
c．NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，不产生新的污染气体，故c正确；
d．氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，不产生新的污染气体，故d正确；故答案为：c、d；
（2）Fe³⁺遇KSCN溶液变为血红色，用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe³⁺；Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验，取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去，故答案为：Fe³⁺；取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去，则溶液中存在Fe²⁺；
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu，反应方程式为3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+6Cu，故答案为：3Cu₂O+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+6Cu；
（4）原电池正极发生的是化合价降低得电子的反应，根据方程式可知是O₂得电子，另外，由于H₂SO₄存在，所以发生的O₂酸性条件下的电极反应：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案为：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

点评 本题考查了元素化合物铜、氮、铁、硫的性质，掌握常见离子的检验是解答本题的关键，题目难度不大．