Question

（13分）我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用。

（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料冶炼铜。主要反应如下:

① 2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO      ② 2Cu₂S + 3O₂=2SO₂+2Cu₂O③ Cu₂S+ 2Cu₂O=6Cu+ SO₂

在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为             ；若由3mol CuFeS₂生成3molCu，理论上消耗O₂ 的物质的量为               。

（2）常温下Cu₂O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu₂O，写出此反应的离子方程式                                                         。

（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，   为了使FeCl₃循环利用和回收CuCl₂，现设计如下生产过程：

①试剂Y的名称            ；物质X最好是           （填化学式）。

②若常温下1L废液中含CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃的物质的量浓度均为0.5 mol·，  则加入Cl₂气和物质X使溶液的pH在                 范围时（设溶液体积保持不变），铁元素完全转化为Fe(OH)₃，而CuCl₂ 不产生沉淀。( K_SP [Fe(OH)₃]=1.0×10^—38 、  K_SP [Cu(OH)₂]=2.0×10^—20   、   lg5=0.7)

Answer

（13分）

（1）1﹕6 （2分）， 7.5mol（3分，没单位扣1分）。

（2）Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+ ＋H2O （2分，没配平扣1分，化学式错0分）

（3）①盐酸或氯化氢（1分）；CuO （2分）。② 3.0—4.3（3分）

【解析】

试题分析：（1） Cu2S+ 2Cu2O=6Cu+ SO2中，被氧化的元素即化合价升高的元素是S元素，被还原的元素即化合价降低的元素是Cu元素，由方程式可知，③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为1:6；

由①得6CuFeS2～12O2～3Cu2S； 由②得 2Cu2S ～ 3O2～2Cu2O， 由③Cu2S～ 2Cu2O～6Cu，所以最终得关系式6CuFeS2～15O2～6Cu，若由3mol CuFeS2生成3molCu，理论上消耗O2 的物质的量为7.5mol；

（2）常温下Cu2O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，根据氧化还原反应理论，蓝色溶液为硫酸铜溶液，红色固体为单质铜，离子方程式为Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+ ＋H2O；

（3）①由氢氧化铁生成氯化铁，需要试剂Y是稀盐酸或氯化氢；加入X的目的是调节溶液pH，使铁离子沉淀，所以为了不引入新的杂质，X最好选择CuO；

② 加入氯气后铜离子的浓度仍是0.5mol/L,铁离子的浓度为1.0mol/L，根据所给沉淀的溶度积计算氢氧化铁完全沉淀时的c（OH-）3=1.0×10—38 /1.0×10—5mol·， 则c（OH-）=1.0×10—11mol·， pH=3；当铜离子开始沉淀时，c（OH-）2=2.0×10—20 /0.5=4.0×10—20mol·，c（OH-）=2.0×10—10mol·，pH=4.3，所以铁元素完全转化为Fe(OH)3，而CuCl2 不产生沉淀时溶液对pH的范围是3.0—4.3。

考点：考查氧化还原反应的计算，试剂的选择，溶液pH的计算