14. 黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。

(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是       (填元素符号)。

(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的是      (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:

S2O82-+2I-=2SO42-+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+对上述反应的催化过程。            、               (不必配平)。

(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3)可制备Fe2O3。方法为

①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。

②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。

据以上信息回答下列问题:

a.除去Al3+的离子方程式是                 。

b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。

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        。证明炉渣中含有的实验现象为          

               。

答案:

(1)Cu、O

(2)b、c

(3)2Fe3++2=2Fe2++I2   +2Fe2+=2SO42-+2Fe3+(离子方程式不配平不扣分)

(4)a:稀硫酸、KMnO4溶液

     b:稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色

[解析]:(1)若CuFeS2中Fe的化合价为+2,则Cu化合价为+2,S化合价为-2,分析化学方程式两边元素化合价的变化可知,化合价降低的元素被还原,有Cu和O元素。关于SO2的吸收问题,一是不能高空排放,因为这样做,没有从根本上解决污染问题;二是不能用浓硫酸吸收,因SO2难溶于浓硫酸。只有变废为宝,才能符合“绿色化学”的概念,答案选b、c.

(2)此题要从催化剂的本质出发,作为催化剂的物质要参与有关反应,但后来的反应必须又生成了催化剂。本题要求写出表示Fe3+作催化剂的反应,因此,首先Fe3+要参与反应,即有反应2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2,生成的Fe2+又被-氧化生成了Fe3+。此题若要求写出Fe2+对上述反应的作催化剂的话,就应写成如下方程式:+Fe2+=2+2Fe3+,2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2,虽是二个相同反应方程式,由于二者的前后顺序的颠倒,却产生了本质的区别

(3)此题考查是混合物的分离与提纯及常见离子的鉴别。因Al2O3溶于酸后生成了Al3+,Al3+又能与过量NaOH的反应生成可溶性的钠盐(NaAlO2),然后将溶液中的难溶物Fe(OH)3沉淀过滤出来,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。故除去Al3+的离子方程式是Al3++4=+2H2O。要证明炉渣中含有FeO的方法,最好利用Fe2+的还原性,先将混合物溶于过量的稀硫酸中(FeO→Fe2+),然后滴入KMn04溶液,观察其溶液是否褪色。注意所用酸不能是硝酸或盐酸,因硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+;盐酸会还原KMnO4溶液而使之褪色,干扰了Fe2+的检验

[考点分析]氧化还原反应综合应用

[专题突破]

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