Question

【題目】我國古代許多著作在化學(xué)學(xué)科知識上都體現(xiàn)出了一定水平的認(rèn)識。其中《管子地?cái)?shù)》中有記載：“上有丹沙者，下有黃金；上有慈石者，下有銅金�！�

Ⅰ.“丹沙者丹砂也”，丹砂是古代煉丹的重要原料，也是實(shí)驗(yàn)室處理水銀灑落后的產(chǎn)物。你認(rèn)為丹砂主要成分是_____；(填化學(xué)式)“慈石者磁石也”，請寫出磁石溶于鹽酸的離子方程式：_____；

Ⅱ.“銅金者，斑巖銅礦也�！�

安徽宣城茶亭銅金礦床是長江中下游成礦帶中新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型斑巖型礦床。斑巖銅礦中Cu主要以銅﹣鐵硫化物(主要為CuFeS2)的形式存在。以黃銅礦(主要成份為CuFeS2，含少量雜質(zhì)SiO2等)為原料，進(jìn)行生物煉銅，同時(shí)得到副產(chǎn)品綠礬(FeSO47H2O)。其主要流程如圖：

已知：①“反應(yīng)1”：4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O

②部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時(shí)溶液的pH如表：

沉淀物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2
開始沉淀pH	4.7	2.7	7.6
完全沉淀pH	6.7	3.7	9.6

(1)“反應(yīng)1”中，每生成1 mol CuSO4轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_____NA；

(2)“試劑a”是_____，“試劑b”是_____；

(3)“反應(yīng)2”中加CuO調(diào)pH為3.7～4.7的目的是_____；

(4)“操作X”應(yīng)為_____、_____、過濾、洗滌；請簡述上述“操作X”中如何對所得 FeSO47H2O晶體進(jìn)行洗滌_____；

(5)簡述如何判斷“反應(yīng)5”已進(jìn)行完全：_____。

Answer 1

【答案】HgS Fe3O4+8H +＝2Fe 3++Fe 2++4H2O 17 Fe粉 稀硫酸 使Fe 3+形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 向漏斗中加入蒸餾水至浸沒晶體，待水自然流下，重復(fù)2﹣3次 取少量反應(yīng)后濾液加入幾滴硫氰化鉀溶液，若無明顯現(xiàn)象則證明反應(yīng)進(jìn)行完全

【解析】

Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室用硫磺粉處理灑落的水銀，生成的產(chǎn)物為HgS；磁石的主要成分為四氧化三鐵，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水；

Ⅱ.（1）根據(jù)方程式中物質(zhì)元素化合價(jià)的變化確定轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目；

（2）鐵粉可將Fe3+還原為Fe2+；

（3）將pH調(diào)節(jié)為3.7～4.7，可將Fe3+完全沉淀而不產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀；

（4）由溶液得到晶體，可進(jìn)行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作；

（5）反應(yīng)5為硫酸鐵與鐵粉的反應(yīng)，可用檢驗(yàn)鐵離子的方法檢驗(yàn)是否反應(yīng)完。

Ⅰ.由題意可知丹砂為實(shí)驗(yàn)室處理水銀灑落后的產(chǎn)物，應(yīng)為HgS；磁石的主要成分為四氧化三鐵，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H +＝2Fe 3++Fe 2++4H2O；

Ⅱ.（1）涉及反應(yīng)為4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O，反應(yīng)中S元素化合價(jià)由﹣2價(jià)升高到+6價(jià)，Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)升高到+3價(jià)，生成4molCuSO4，則消耗17mol氧氣，轉(zhuǎn)移68mol電子，則生成1molCuSO4，轉(zhuǎn)移17mol電子，故答案為：17；

（2）試劑a是Fe，試劑b是稀硫酸；

（3）加CuO調(diào)pH為3.7～4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀，

（4）由溶液得到晶體，可進(jìn)行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作，洗滌晶體，可向漏斗中加入蒸餾水至浸沒晶體，待水自然流下，重復(fù)2﹣3次；

（5）反應(yīng)5為硫酸鐵與鐵粉的反應(yīng)，可用檢驗(yàn)鐵離子的方法檢驗(yàn)是否反應(yīng)完，方法是取少量反應(yīng)后濾液加入幾滴硫氰化鉀溶液，若無明顯現(xiàn)象則證明反應(yīng)進(jìn)行完全。