Question

工业上接触法制硫酸过程中，在沸腾炉中煅烧硫铁矿（主要成分为FeS₂）的化学方程式为：4 FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

请回答下列问题：

（1）已知S为 -1价，则被氧化的元素是                   。

（2）若煅烧1.0 t的硫铁矿（杂质含量为30%，杂质中不含硫元素），且FeS₂的转化率为90%，则标准状况下，生成的SO₂体积为                 m³。

（3）若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，试设计一个简单的实验证明之。简述实验操作和有关的实验现象                      。

供选择的试剂：CuSO₄溶液、稀硫酸、KMnO₄溶液、品红溶液、NaOH 溶液等

（4）炉渣经提纯可制得FeCl₃，电子工业需要用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路版。请写出FeCl₃溶液与铜反应的化学方程式                    。检验反应后的溶液中存在Fe³⁺的试剂可用                。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl₃溶液，下列试剂中，需要用到的一组是(填字母)               。

①蒸馏水   ②铁粉  ③浓硝酸  ④稀盐酸   ⑤浓氨水  ⑥氯水

A．①②④⑥       B．①③④⑥         C．②④⑤       D．①④⑥

Answer

（1）硫和铁（2）320.7（3）取少量炉渣，用稀硫酸溶解并过滤，在滤液中滴加几滴KMnO4溶液，溶液褪色可证明炉渣中含有+2价的铁元素（4）2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2；

KSCN溶液或NaOH溶液(其它合理答案同样得分) A

【解析】

试题分析：（1）二硫化亚铁中硫为-1价，铁为+2价，反应后生成+3价的铁和+4价的硫，则铁元素和硫元素在反应中都被氧化。（2）若煅烧1.0t硫铁矿，且二硫化亚铁的转化率为90%，则根据方程式计算

4 FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

352 8×22.4

1×106×（1-30%）×90 V

V=22.4×8×1×106×（1-30%）×90%/352=320.7m3

（3）若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，利用稀硫酸溶解都生成的亚铁离子具有还原性，而高锰酸钾溶液具有强氧化性，可使高锰酸钾溶液褪色，则选择试剂为硫酸，高锰酸钾溶液。操作方法为取少量炉渣，用稀硫酸溶解并过滤，在滤液中滴加几滴KMnO4溶液，溶液褪色可证明炉渣中含有+2价的铁元素。（4）铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，方程式为2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 ；检验溶液中的铁离子通常用硫氰化钾溶液，取少量溶液于试管中，滴加硫氰化钾溶液，溶液变红说明铁离子。腐蚀废液中含有氯化铜氯化亚铁以及氯化铁，加入过量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁，和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，过滤所得的滤液是氯化亚铁，滤渣是金属铜和过量的铁，铜不能与盐酸反应，而金属贴可以，向滤渣中加入足量的盐酸可以将铜分离，再过滤，得到的滤液是氯化亚铁，氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，最后向滤液中通入氯气即可。所以选用蒸馏水，铁粉，稀盐酸，氯水，选A。

考点： 性质实验方案的设计，常见元素的化合价，化学方程式的有关计算，铁盐和亚铁盐的相互转变

【名师点睛】本题考查性质实验方案的设计，涉及化学方程式的书写，计算，氧化还原反应的判断，常见离子的检验等。掌握铁离子与亚铁离子之间的转化和检验方法。常用的离子检验的方法有：

5、 颜色：铜离子为蓝色、铁离子为浅黄色、亚铁离子为浅绿色，高锰酸根离子为紫色。

6、 硫酸根离子：加入盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀。

7、 氯离子：加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。

8、 碳酸根离子：加入氯化钙，产生白色沉淀，沉淀溶于盐酸产生无色无味的能使澄清的石灰水变浑浊的气体。

5、铝离子：加入氢氧化钠溶液，先产生沉淀后沉淀溶解。