Question

【題目】黃銅礦（CuFeS2）是冶煉銅及制備鐵氧化物的重要礦藏，常含有微量金、銀等。下圖是以黃銅礦為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅（氧化鐵）顏料的工藝流程圖：

（1）CuCl難溶于水，但可與過量Cl-反應(yīng)生成可溶于水的[CuCl2]-，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

（2）有大量Cl-存在時(shí)，Na2SO3可將CuCl2還原成[CuCl2]-，因此Na2SO3要緩慢滴入到溶液中的原因是_______________________________。

（3）反應(yīng)IV中，屬于非氧化還原反應(yīng)的是反應(yīng)_______________________。

（4）已知反應(yīng)V中Cu+發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為Cu2+和Cu，由此可推知溶液A中的溶質(zhì)為________________（填化學(xué)式）。

（5）在酸性、有氧條件下，一種叫做Thibacillus ferroxidans的細(xì)菌能將黃銅礦轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。

（6）將一定量鐵紅溶于160 mL 5 mol·L-1鹽酸中，再加入足量鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束后共收集氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），經(jīng)檢測(cè)，溶液中無Fe3+，則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為_____________g。

Answer 1

【答案】 Cl-+CuCl=[CuCl2]- 如果加入過快，部分SO32-會(huì)與生成的H+作用生成SO2導(dǎo)致原料損耗 Ⅱ、Ⅳ CuCl2、NaCl 4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O 11.2

【解析】氯化鐵具有氧化性，能氧化黃銅礦，根據(jù)產(chǎn)物知反應(yīng)I為CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后過濾得到固體CuCl和S和濾液，向?yàn)V液中加入碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)II，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Fe2++CO32-=FeCO3↓，過濾得到FeCO3，在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵，反應(yīng)III為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，發(fā)生反應(yīng)IV為Cl-+CuCl=[CuCl2]-，過濾得到Na[CuCl2]，再加入水發(fā)生反應(yīng)V生成Cu和溶液A，Cu+在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為Cu2+和Cu，則A為CuCl2、NaCl。

(1)CuCl難溶于水，但可與過量Cl-反應(yīng)生成可溶于水的[CuCl2]-，該反應(yīng)離子方程式為Cl-+CuCl=[CuCl2]-，故答案為：Cl-+CuCl=[CuCl2]-；

(2)有大量Cl-存在時(shí)，Na2SO3可將CuCl2還原成[CuCl2]-，如果加入過快，部分SO32-會(huì)與生成的H+作用生成SO2導(dǎo)致原料損耗，因此Na2SO3要緩慢滴入到溶液中，故答案為：如果加入過快，部分SO32-會(huì)與生成的H+作用生成SO2導(dǎo)致原料損耗；

(3)根據(jù)上述分析，這些反應(yīng)中只有Ⅱ和Ⅳ為非氧化還原反應(yīng)，故答案為：Ⅱ、Ⅳ；

(4)根據(jù)上述分析，反應(yīng)Ⅴ為Na[CuCl2]和H2O的反應(yīng)，生成物是Cu、NaCl和CuCl2，所得的溶液A中的溶質(zhì)是CuCl2、NaCl，故答案為：CuCl2、NaCl；

(5)在酸性溶液中利用氧氣可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽，則應(yīng)有硫酸參加反應(yīng)，且生成硫酸銅，硫酸鐵和水，反應(yīng)的方程式為4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，離子反應(yīng)方程式為：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O，

故答案為：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；

(6)氫氣的物質(zhì)的量為=0.1mol，

Fe～～～～2HCl～～～H2，

0.1mol 0.2mol 0.1mol

根據(jù)氯原子守恒，所以氯化鐵的物質(zhì)的量為×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol，

Fe～～～2FeCl3

0.1mol 0.2mol

所以參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g，故答案為：11.2g。