Question

（14分）工业上用辉铜矿（主要成分Cu₂S，含Fe₃O₄、SiO₂杂质）为原料，生产硫酸铜晶体的工艺流程如下：

已知：①固体B为氧化物组成的混合物  ②[Cu(NH₃)₄]²⁺(aq) Cu²⁺(aq) + 4NH₃(aq)

（1）气体X是       ，高温下在过量空气中煅烧辉铜矿时，Cu₂S发生反应的方程式为：           。

（2）固体B酸溶时加入稀硫酸和H₂O₂,目的是         ，不用浓硫酸的原因是           。

（3）鉴别溶液D中Fe³⁺完全除尽的方法是                                      。滤液G的主要溶质是          （填化学式）。

（4）由溶液E获得硫酸铜晶体的实验操作I的方法是蒸发浓缩、降温结晶、        、烘干。

（5）用“间接碘量法”测定所制备的CuSO₄·5H₂O(不含能与I^－反应的氧化性杂质)的纯度。取a g试样配成100 mL溶液，取25.00 mL该溶液，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，滴加KI溶液至沉淀不再产生为止，然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的I₂，发生反应的化学方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃===2NaI＋Na₂S₄O₆，消耗c mol·L^-1  Na₂S₂O₃溶液的体积为V mL。

①写出CuSO₄与KI反应的离子方程式_________________________。

②计算试样中CuSO₄·5H₂O的纯度____________________（用a、c、V表示）。

Answer

（1）SO2 Cu2S+2O22CuO+SO2 或2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2

（2）溶解CuO、Fe3O4，并将Fe2+氧化为Fe3+ 浓硫酸与Fe2+反应会生成对环境有污染的SO2

（3）取少量D溶液于试管中，滴入KSCN溶液，若溶液未出现血红色，则证明Fe3+完全除尽 (NH4)2SO4

（4）过滤洗涤

（5）① 2Cu2++4I-==2CuI↓+I2 ②%

【解析】

试题分析：（1）高温下在过量空气中煅烧辉铜矿，Cu2S会和氧气反应生成SO2，所以气体X是SO2，Cu2S发生反应的方程式为Cu2S+2O22CuO+SO2 或2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2

（2）稀硫酸与Fe3O4 反应生成硫酸亚铁和硫酸铁，和氧化铜反应生成硫酸铜，和SiO2 不反应，所以固体B中加入稀硫酸和H2O2,目的是溶解CuO、Fe3O4，并将Fe2+氧化为Fe3+，该反应不能采用浓硫酸溶液，是因为浓硫酸与Fe2+反应会生成对环境有污染的SO2。

（3）检验Fe3＋是否存在可以用KSCN溶液，所以鉴别溶液D中Fe3+完全除尽的方法是取少量D溶液于试管中，滴入KSCN溶液，若溶液未出现血红色，则证明Fe3+完全除尽，前面相继除去了硅元素，铁元素，滤渣是CuO，所以滤液G的主要溶质是(NH4)2SO4。

（4）由溶液获得晶体的基本操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤、烘干等。

（5）用硫酸铜与碘化钾反应，然后用Na2S2O3滴定反应生成的I2，说明Cu2＋能将I－氧化成碘单质，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，说明有CuI生成，所以CuSO4与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I-==2CuI↓+I2。

根据化学反应2Cu2++4I-==2CuI↓+I2，I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 得到关系式为 Cu2＋—Na2S2O3，所以CuSO4·5H2O的物质的量等于Na2S2O3 的物质的量=c·V×10-3mol，所以试样中CuSO4·5H2O的纯度= （c·V×10-3×250）÷0.25a×100%=%。

考点：考查工业生产硫酸铜晶体的工艺流程，铜及其化合物的性质，氧化还原反应滴定等知识。