Question

由冰铜（mCu₂O·nFeS）冶炼得到粗铜，再以粗铜为原料制纯铜的流程如下：

请回答下列问题：

（1）气体X是        。

（2）某研究性学习小组用熔渣Y与CO反应来制取Fe。

①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→________。

②装置C的作用是________________。

③在点燃D处的酒精灯前，应进行的操作是__________________。

（3）熔渣Y中铁元素的价态有+2价和+3价，根据限选试剂，设计实验方案验证熔渣Y中有+2价铁元素存在，写出有关实验操作、预期现象与结论。

限选试剂： 3 mol·L^-1H₂SO₄、6 mol·L^-1HNO₃、3％ H₂O₂、0.01 mol·L^-1KMnO₄、20％ KSCN。

                                                                                           。

（4）写出泡铜冶炼粗铜反应的化学方程式                                。

（5）根据限选材料画出用粗铜提炼纯铜的装置图，并进行必要的标注。

限选材料：FeSO₄₍aq)、CuSO₄₍aq)、粗铁、纯铁、粗铜、纯铜、烧杯、直流电源、导线。

Answer

（1）SO2 或二氧化硫（2分）

（2）E→B→C→D（全对2分） ②除去尾气中的CO2 （2分）

③检验CO（尾气）的纯度 （2分）

（3）①取少量熔渣Y于试管中，加入适量（经加热煮沸除氧）3 mol·L-1H2SO4溶液（1分），加热充分溶解，反应后得A溶液（1分）。②取少量A溶液，滴加1-2滴0.01 mol·L-1KMnO4溶液，振荡（1分），若溶液的紫红色褪去（1分），则说明熔渣Y中有+2价铁元素存在。

（其他合理即给分）

（4） 3Cu2O+2Al6Cu+ Al2O3 （2分）

（5）（3分，其中：装置2分，标注1分）

【解析】

试题分析：（1）分析所给的冰铜化学式，其中Cu和Fe焙烧都生成固体氧化物，只有非金属元素S焙烧会生成气体，所以气体X一定是SO2。

（2）①熔渣Y是Fe的氧化物，用CO还原Y制备铁单质，从所给的反应装置来看，B装置是反应制铁装置，通入B中的CO气体不能含有CO2和H2O等杂质气体，因此在A、B之间接上装置E除水；B中反应出来的气体有生成的CO2和过量的CO有毒气体，除CO尾气可用燃烧法，但要注意CO的纯度，防止爆炸，要先用装置C除去尾气中的CO2。所以整个顺序就是A→E→B→C→D。

②装置C的作用是除去尾气中的CO2。

③点燃D处酒精灯除尾气时要验纯。

（3）熔渣Y中的铁元素有+2价和+3价，所以当+2价和+3价Fe元素同时存在时，应该选用高锰酸钾溶液检验其中的+2价铁。

具体步骤：①取少量熔渣Y于试管中，加入适量（经加热煮沸除氧）3 mol·L-1H2SO4溶液，加热充分溶解，反应后得A溶液。

②取少量A溶液，滴加1-2滴0.01 mol·L-1KMnO4溶液，振荡，若溶液的紫红色褪去，则说明熔渣Y中有+2价铁元素存在。

（4）泡铜冶炼粗铜是在高温条件下加入还原剂铝进行冶炼的，所以化学方程式为3Cu2O+2Al6Cu+ Al2O3 。

（5）电解精炼铜是教材中常提到的一个电化学内容，原理比较简单，所以用所提供的材料画出该装置图示比较简单的，但要注意的是各标注要准确。所以图像是

考点：本题考查的是基础实验探究，多以装置连接、气体除杂、尾气吸收为主。