Question

现有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）从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜。这种方法的缺点是_____________、_____________。

（2）反应Ⅰ的产物为(填化学式)_____________。

（3）反应Ⅲ的离子方程式为_____________。

（4）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，其原因是_____________。

（5）黄铜矿中Fe的化合价为+2，对于反应：8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，下列有关该反应的说法正确的是_____________(填字母)。

A．反应中被还原的元素只有氧

B．反应生成的SO₂直接排放会污染环境

C．SO₂既是氧化产物又是还原产物

D．当有8mol铜生成时，转移电子数目为100N_A

（6）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0.02000 mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL 。

已知：Cr₂O₇^2－+ Fe²⁺+ H⁺→Cr³⁺+ Fe³⁺+ H₂O(未配平)

①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液，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）SO2会导致大气污染；同时要消耗大量的热能；（2）FeS2；CuS；（3）4［CuCl2］－+O2+4H+＝4Cu2++8Cl－+2H2O；（4）该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜；（5）BCD；(6)①SO2 + 2Fe3++ 2H2O＝SO42-+ 2Fe2++ 4H+；②12.00%；

【解析】

试题分析：（1）富铜矿砂与空气在高温下煅烧，要消耗大量的热能，生成SO2会导致大气污染，故答案为：SO2会导致大气污染，同时要消耗大量的热能；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）A．反应中被还原的除了O元素还有Cu元素，故A错误；B．二氧化硫为大气污染物，故B正确；C．从S元素化合价变化看，二氧化硫为氧化产物，从O元素化合价变化看，二氧化硫为还原产物，故C正确；D.8CuFeS2反应转移电子为8×2+21×4=100，故D正确，故选B、C、D；

（6）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：考查了铜金属及其重要化合物的主要性质，离子方程式和化学方程式的书写及有关计算的相关知识。