Question

黄铜矿(CuFeS₂)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃。各物质有如下转化关系,请回答：

（1）写出能证明SO₂具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。

（2）用NaOH溶液吸收SO₂所得NaHSO₃溶液pH＜7，则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________。

（3）写出Cu₂S熔炼制取粗铜的化学方程式________________________

（4）废电解液中常含有Pb²⁺、Zn²⁺，向废电解液中加入Na₂S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，_C(Zn²⁺): _C(Pb²⁺)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10^－28mol²·L^－2、Ksp(ZnS)＝1.6×10^－24mol²·L^－2）]

（5）写出证明溶液I中含有Fe²⁺的实验过程________________。

（6）Na₂FeO₄能杀菌净水的原因是________________。

（7）Na₂FeO₄和Zn可以组成碱性电池，其反应式为:3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O＝3Zn(OH)₂+2Fe(OH)+4OH^-。请写出放电时正极电极反应式________________。

Answer

（每空2分，共14分）（1）SO2+2H2S＝3S↓+2H2O （2）c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)

（3）Cu2S+O22Cu+SO2   （4）×104  

（5）取溶液I少许于试管中，然后滴加少量酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，证明有Fe2+。

（6）Na2FeO4是强氧化剂能杀菌。在水中变成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能净水。（每个要点各占1分，共2分）   （7）2FeO42-+6e－+8H2O＝2Fe(OH)3+10OH－

【解析】

试题分析：（1）氧化剂在反应中得到电子，化合价降低。二氧化硫与硫化氢的水溶液发生反应生成单质硫沉淀，SO2体现了氧化性且现象明显，反应的化学方程式是SO2+2H2S＝3S↓+2H2O。

（2）NaHSO3溶液中亚硫酸氢根离子无论电离还是水解都是较微弱的，NaHSO3溶液呈酸性，说明亚硫酸氢根离子的水解程度小于其电离程度，因此溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)。

（3）工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，在反应中铜元素化合价由＋1价降低到0价，得到1个电子。氧元素化合价由0价降低到－2价，得到2个电子。硫元素化合价由－2价升高到＋4价，失去6个电子。因此根据电子的得失守恒可知发生反应的氧化还原反应为Cu2S+O22Cu+SO2。

（4）当有PbS和ZnS沉淀时，溶液中c(S2－)相同，则溶液中=＝＝＝×104。

（5）亚铁离子具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可以检验亚铁离子。因此正确的操作是取溶液I少许于试管中，然后滴加少量酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，证明有Fe2+。

（6）Na2FeO4是可溶于水的强氧化剂，在水中有杀菌消毒的作用，其还原产物是Fe3+。铁离子水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮的固体颗粒，从而达到净水的目的。

（7）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。正极得到电子，发生还原反应。所以根据总反应式可知，FeO42-得到电子，做氧化剂，所以正极电极反应式为：FeO42-+3e－+4H2O＝Fe(OH)3+5OH－。

考点：考查二氧化硫的化学性质；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化；氧化还原反应方程式的书写；亚铁离子的检验；高碳酸盐的性质与用途；电极反应式的书写等