Question

【題目】黃銅礦（CuFeS2）是冶煉銅及制備鐵氧化物的重要礦藏，常含微量的金、銀等．右圖是以黃銅礦為主要原料生產銅、鐵紅（氧化鐵）顏料的工藝流程圖：

（1）CuFeS2中，Fe的化合價為 ．
（2）寫出“反應Ⅰ”的離子方程式 ， 該反應的氧化劑是 ．
（3）CuCl難溶于水，但可與過量的Cl﹣反應生成溶于水的[CuCl2]﹣ ． 該反應的離子方程式為 ．
（4）反應Ⅰ～V五個反應中屬于非氧化還原反應的是反應（選填“Ⅰ～V”）．
（5）已知Cu+在反應V中發生自身氧化還原反應，歧化為C u2+和Cu，由此可推知“溶液A”中的溶質為（寫出化學式）．
（6）在酸性、有氧條件下，一種叫Thibacillus ferroxidans的細菌能將黃銅礦轉化成硫酸鹽，該過程反應的離子方程式為
（7）將一定量的鐵紅溶于160mL 5molL﹣1鹽酸中，再加入足量鐵粉，待反應結束共收集到氣體2.24L（標準狀況），經檢測溶液中無Fe3+ ， 則參加反應的鐵粉的質量為 ．

Answer 1

【答案】
（1）+2
（2）CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓；CuFeS2、FeCl3
（3）Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣
（4）II、I
（5）CuCl2、NaCl
（6）4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O
（7）11.2g
【解析】解：氯化鐵具有氧化性，能氧化黃銅礦，根據產物知反應I為CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后過濾得到固體CuCl和S和濾液，向濾液中加入碳酸鈉發生反應II，發生的離子反應方程式為Fe2++CO32﹣=FeCO3↓，過濾得到FeCO3 ， 在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵，反應III為4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，發生反應IV為Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 過濾得到Na[CuCl2]，再加入水發生反應V生成Cu和溶液A，Cu+在反應V中發生自身氧化還原反應，歧化為C u2+和Cu，則A為CuCl2、NaCl，（1）CuFeS2中S為﹣2價、Cu為+2價，Fe的化合價為+2價，所以答案是：+2；（2）反應I的離子方程式為CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，該反應中FeCl3、CuFeS2都得電子，所以CuFeS2、FeCl3都作氧化劑，
所以答案是：CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓；CuFeS2、FeCl3；（3）該反應離子方程式為Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 所以答案是：Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣；（4）這些反應中只有II和IV為非氧化還原反應，所以答案是：Ⅱ、Ⅳ；（5）反應Ⅴ為Na[CuCl2]和H2O的反應，根據題給信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl2 ， 所得的溶液中的溶質是CuCl2、NaCl，所以答案是：CuCl2、NaCl；（6）在酸性溶液中利用氧氣可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽，則應有硫酸參加反應，且生成硫酸銅，硫酸鐵和水，反應的方程式為4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O，離子反應方程式為：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O，
所以答案是：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42﹣+2H2O；（7）氫氣的物質的量為 =0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H2 ，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根據氯原子守恒，所以氯化鐵的物質的量為 ×（0.16L×5mol/L﹣0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以參加反應的鐵粉的質量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
所以答案是：11.2g．