题目内容
我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用．（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料冶炼铜．主要反应如下：
①2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO ②2Cu2S+3O2=2SO2+2Cu2O
③Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2
在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为
（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu2O，写出此反应的离子方程式
（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2，现设计如图生产过程：
①试剂Y的名称
②若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol?L-1，则加入Cl2气和物质X使溶液的pH在
（ KSP[Fe（OH）3]=1.0×10-38、KSP[Cu（OH）2]=2.0×10-20、lg5=0.7）
考点：氧化还原反应的计算,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：计算题,元素及其化合物
分析：（1）反应③：Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2，Cu元素化合价由Cu2S、Cu2O中+1价降低为Cu中0价，Cu原子被氧化，S元素化合价由Cu2S中-2价升高为SO2中+4价，S原子被氧化，结合方程式判断；
由整个过程可知，Cu元素化合价由+2价降低为0价、Fe元素化合价不变、S元素化合价由-2价升高为+4价，O元素化合价由0价降低为-2价，根据电子注意守恒计算氧气的物质的量；
（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，生成硫酸铜与Cu，根据元素守恒可知，还生成水，配平书写离子方程式；
（3）①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的X由于调节溶液pH值，且不引入杂质，X为CuO等，氢氧化铁与Y转化为氯化铁而重复利用，Y为盐酸；
②根据铜离子浓度计算溶液的最大pH值，当溶液中铁离子浓度为10-5mol/L时沉淀完全，溶液的最小pH值，据此根据溶度积计算溶液中氢氧根浓度，进而计算溶液pH值．
由整个过程可知，Cu元素化合价由+2价降低为0价、Fe元素化合价不变、S元素化合价由-2价升高为+4价，O元素化合价由0价降低为-2价，根据电子注意守恒计算氧气的物质的量；
（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，生成硫酸铜与Cu，根据元素守恒可知，还生成水，配平书写离子方程式；
（3）①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的X由于调节溶液pH值，且不引入杂质，X为CuO等，氢氧化铁与Y转化为氯化铁而重复利用，Y为盐酸；
②根据铜离子浓度计算溶液的最大pH值，当溶液中铁离子浓度为10-5mol/L时沉淀完全，溶液的最小pH值，据此根据溶度积计算溶液中氢氧根浓度，进而计算溶液pH值．
解答：
解：（1）反应③：Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2，Cu元素化合价由Cu2S、Cu2O中+1价降低为Cu中0价，Cu原子被氧化，S元素化合价由Cu2S中-2价升高为SO2中+4价，S原子被氧化，故被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为1：6，
由3mol CuFeS2生成3molCu，由整个过程可知，Cu元素化合价由+2价降低为0价、Fe元素化合价不变、S元素化合价由-2价升高为+4价，O元素化合价由0价降低为-2价，根据电子注意守恒可知，4n（O2）+3mol×2=6mol×[4-（-2）]，解得n（O2）=7.5mol，
故答案为：1：6；7.5mol；
（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，生成硫酸铜与Cu，根据元素守恒可知，还生成水，反应离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，
故答案为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；
（3）①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的X由于调节溶液pH值，且不引入杂质，X为CuO等，氢氧化铁与Y转化为氯化铁而重复利用，Y为盐酸，
故答案为：盐酸；CuO；
②铜离子开始沉淀时，溶液中c（OH-）=
=
=2×10-10mol/L，c（H+）=
=5×10-5mol/L，故溶液的最大pH=-lg5×10-5=4.3，铁离子浓度开始沉淀时，溶液中c（OH-）=
=
=10-11mol/L，c（H+）=
=10-3mol/L，故溶液的最小pH=-lg10-3=3.0，故溶液pH应控制在3.0～4.3之间，
故答案为：3.0～4.3．
由3mol CuFeS2生成3molCu，由整个过程可知，Cu元素化合价由+2价降低为0价、Fe元素化合价不变、S元素化合价由-2价升高为+4价，O元素化合价由0价降低为-2价，根据电子注意守恒可知，4n（O2）+3mol×2=6mol×[4-（-2）]，解得n（O2）=7.5mol，
故答案为：1：6；7.5mol；
（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，生成硫酸铜与Cu，根据元素守恒可知，还生成水，反应离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，
故答案为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；
（3）①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的X由于调节溶液pH值，且不引入杂质，X为CuO等，氢氧化铁与Y转化为氯化铁而重复利用，Y为盐酸，
故答案为：盐酸；CuO；
②铜离子开始沉淀时，溶液中c（OH-）=
|
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| 10-14 |
| 2×10-10 |
| 3 |
| ||
| 3 |
| ||
| 10-14 |
| 10-11 |
故答案为：3.0～4.3．
点评：本题考查氧化还原反应计算及基本概念、工艺流程与条件控制、无机物推断、溶度积的有关计算等，难度中等，（1）计算注意利用始态、终态法整体思考，再根据电子转移守恒计算，为易错点、难点．
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超能学典应用题题卡系列答案
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下列离子方程式书写正确的是（ ）
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