Question

（14分）青铜矿（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 + 21O₂ 8Cu + 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)    上述冶炼过程产生大量SO₂，下列处理方案中合理的是__________（填代号）。

a.   高空排放                                               b.用于制备硫酸

c.    用纯碱溶液吸收制Na₂SO₄             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⁺对上述反应催化的过程：__________、__________。

(4)    利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）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Fe₂O₃。

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FeO的实验现象为____________________。

Answer

(1)    Cu、O    2分       (2)     b、c  2分

(3)    ①2Fe3+ + 2I− → I2 + 2Fe2+        2分           ②2Fe2+ + S2O82− → 2Fe3+ + 2SO42−  2分

(4)   a.      Al3+ + 4OH− → AlO2− + 2H2O    2分

b.      稀硫酸、KMnO4溶液         2分

用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO4溶液反应，若溶液褪色则证明存在  2分

【解析】（1）根据方程式可知，氧气是氧化剂，得到电子，因此被还原的元素是氧元素。CuFeS2中铜元素的化合价是＋2价，而生成物中有单质铜生成，所以被还原的元素还有铜。

（2）SO2是一种酸性氧化物，能用于制备硫酸，b正确。SO2还是一种大气污染物，不能随意丢弃，a不正确，c正确。浓硫酸不能稀释SO2，d不正确，答案选bc。

（3）铁离子能把碘离子氧化生成单质碘，而在一定条件下，而S2O82− 又能把亚铁离子氧化生成铁离子，方程式为2Fe3+ + 2I− → I2 + 2Fe2+、2Fe2+ + S2O82− → 2Fe3+ + 2SO42−。

（4）①由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠中，所以方程式为Al3+ + 4OH− ＝ AlO2− + 2H2O。

②因为氧化亚铁具有还原性，而酸性高锰酸钾溶液又具有氧化性，亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可以检验，所以选择的试剂是稀硫酸、KMnO4溶液。实验现象是用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO4溶液反应，若溶液褪色则证明存在。