Question

一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高．其主要流程如下：

注：反应Ⅱ的离子方程式为Cu²⁺+CuS+4Cl^-=2[CuCl₂]^-+S

请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ的产物为____________（填化学式）．

（2）反应Ⅲ的离子方程式为____________；

（3）一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其可能的原因是____________；

（4）反应Ⅳ在高温条件下进行，化学方程式是____________；

（5）某硫酸厂为测定反应Ⅳ所得气体中SO₂的体积分数，取280mL（已折算成标准状况）气体样品与足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol•L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．已知：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）

①SO₂通入Fe（SO₄）₃溶液中，发生反应的离子方程式为____________；

②反应Ⅳ所得气体中SO₂的体积分数为____________。

Answer

（1）FeS2、CuS；

（2）4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O；

（3）该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜、加入硫酸，有利于析出硫酸铜晶体；

（4）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

（5）①SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；②12.00%

【解析】

试题分析：铜矿与S在高温下煅烧，使其转变为FeS2、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl2混合溶液 发生反应Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S↓，过滤得到滤液中通入空气发生反应4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O，一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，结晶分离得到硫酸铜晶体，加入铁还原溶液得到铜；滤渣分离得到FeS和S，FeS2通入空气灼烧得到氧化铁和二氧化硫，氧化铁炼钢，二氧化硫制备硫酸。

（1）由流程可知，黄铁矿分解生成的Fe、Cu均为+2价，则反应I的产物为FeS2、CuS，故答案为：FeS2、CuS；

（2）反应Ⅲ中生成铜离子，则离子反应为4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O，故答案为：4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O；

（3）相同条件下硫酸铜的溶解度小，则该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜，所以向反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，故答案为：该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜、加入硫酸，有利于析出硫酸铜晶体；

（4）反应Ⅳ的主要反应为4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2，故答案为：4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2；

（5）①发生氧化还原反应生成硫酸亚铁，离子反应为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，故答案为：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；

②利用14H++Cr2O72-+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，

可知，3SO2～Cr2O72-，

3 1

x 0.02mol/L×0.025L

解得x=0.0015mol，反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为×100%=12.00%，故答案为：12.00%

【考点定位】考查制备实验方案的设、离子方程式的书写；氧化还原反应；中和滴定

【名师点晴】本题以实际化工生产“黄铜矿的综合利用”为背景，考查了元素化合物知识，离子方程式和化学方程式的书写及有关计算，题目更注重考查学生利用化学原理来解决实际问题的能力，利用关系式计算可简化计算。