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)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均成酸性，相同条件下，同浓度的两种水溶液c(SO₃^2-)较小的是                        。

(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）反应IV所得气体中SO₂的体积分数为                    。

Answer

（10分）

(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)NH4HSO3；

(5)12.00％

【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；

（2）反应Ⅲ中生成铜离子，则离子反应为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；

（4）NH4HSO3与NaHSO3溶液中都发生HSO3‾的水解反应：HSO3－ H+ ＋SO32－，NH4HSO3中NH4+水【解析】
NH4++H2ONH3•H2O+H+，c(H+)增大，电离平衡逆向移动，c(SO32－)浓度减小，所以NH4HSO3溶液中c(SO32-)较小。

（5）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%。

考点：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。