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(chǎn)銅、鐵紅（氧化鐵）顏料的工藝流程圖：

（1）CuFeS2中，F(xiàn)e的化合價(jià)為 ．
（2）寫出“反應(yīng)Ⅰ”的離子方程式 ， 該反應(yīng)的氧化劑是 ．
（3）CuCl難溶于水，但可與過(guò)量的Cl﹣反應(yīng)生成溶于水的[CuCl2]﹣ ． 該反應(yīng)的離子方程式為 ．
（4）反應(yīng)Ⅰ～V五個(gè)反應(yīng)中屬于非氧化還原反應(yīng)的是反應(yīng)（選填“Ⅰ～V”）．
（5）已知Cu+在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為C u2+和Cu，由此可推知“溶液A”中的溶質(zhì)為（寫出化學(xué)式）．
（6）在酸性、有氧條件下，一種叫Thibacillus ferroxidans的細(xì)菌能將黃銅礦轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，該過(guò)程反應(yīng)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(yīng)結(jié)束共收集到氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），經(jīng)檢測(cè)溶液中無(wú)Fe3+ ， 則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)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(jù)產(chǎn)物知反應(yīng)I為CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后過(guò)濾得到固體CuCl和S和濾液，向?yàn)V液中加入碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)II，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Fe2++CO32﹣=FeCO3↓，過(guò)濾得到FeCO3 ， 在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵，反應(yīng)III為4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，發(fā)生反應(yīng)IV為Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 過(guò)濾得到Na[CuCl2]，再加入水發(fā)生反應(yīng)V生成Cu和溶液A，Cu+在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為C u2+和Cu，則A為CuCl2、NaCl，（1）CuFeS2中S為﹣2價(jià)、Cu為+2價(jià)，F(xiàn)e的化合價(jià)為+2價(jià)，所以答案是：+2；（2）反應(yīng)I的離子方程式為CuFeS2+3Fe3++Cl﹣=4Fe2++CuCl↓+2S↓，該反應(yīng)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(yīng)離子方程式為Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣ ， 所以答案是：Cl﹣+CuCl=[CuCl2]﹣；（4）這些反應(yīng)中只有II和IV為非氧化還原反應(yīng)，所以答案是：Ⅱ、Ⅳ；（5）反應(yīng)Ⅴ為Na[CuCl2]和H2O的反應(yīng)，根據(jù)題給信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl2 ， 所得的溶液中的溶質(zhì)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(yīng)有硫酸參加反應(yīng)，且生成硫酸銅，硫酸鐵和水，反應(yīng)的方程式為4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O，離子反應(yīng)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(zhì)的量為 =0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H2 ，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根據(jù)氯原子守恒，所以氯化鐵的物質(zhì)的量為 ×（0.16L×5mol/L﹣0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
所以答案是：11.2g．