Question

【化學(xué)——選修化學(xué)與技術(shù)】（15分）現(xiàn)有一種以黃銅礦和硫磺為原料制取銅和其他產(chǎn)物的新工藝，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

注：反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為Cu²⁺+CuS+4Cl^—＝2［CuCl₂］^－＋S
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)從黃銅礦冶煉粗銅的傳統(tǒng)工藝是將精選后的富銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殂~。這種方法的缺點(diǎn)是 _____________________ ________、___________________________________ 。
(2)反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物為（填化學(xué)式） ___________________ 。
(3)反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為  ____________________________________________________ 。
(4)一定溫度下，在反應(yīng)Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，其原因是 ___________
(5)黃銅礦中Fe的化合價(jià)為＋2，對(duì)于反應(yīng)：8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 ___________________ （填字母）。

A．反應(yīng)中被還原的元素只有氧	B．反應(yīng)生成的SO2直接排放會(huì)污染環(huán)境
C．SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物	D．當(dāng)有8mol銅生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為100NA

(6)某硫酸廠(chǎng)為測(cè)定反應(yīng)Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，取280mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體樣品與足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.02000 mol/L的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL 。
已知：Cr₂O₇^2－+ Fe^2＋+ H^＋→Cr³⁺+ Fe^3＋+ H₂O（未配平）
①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ____________________________________ 。
②反應(yīng)Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________________________________________ 。

Answer 1

共15分。（1）SO₂會(huì)導(dǎo)致大氣污染（1分），同時(shí)要消耗大量的熱能（1分）
（2）FeS₂（1分）、CuS（1分） （3）4CuCl₂^－+O₂+4H⁺＝4Cu²⁺＋8Cl^－+2H₂O（2分）
（4）該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅（2分）
（5）BCD（2分，漏選1個(gè)得1分，錯(cuò)選或漏選2個(gè)以上不得分）
（6）①SO₂ + 2Fe³⁺+ 2H₂O＝SO₄^2-+ 2Fe²⁺+ 4H⁺（2分） ②12.00%（2分

試題分析：（1）在高溫下煅燒，則會(huì)要消耗大量的熱能；其次生成的SO₂會(huì)導(dǎo)致大氣污染。
(2)根據(jù)黃銅礦中元素的化合價(jià)、單質(zhì)S的化學(xué)性質(zhì)以及反應(yīng)Ⅱ的離子方程式可知，反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物為FeS₂、CuS。
（3）反應(yīng)Ⅲ是氧氣氧化CuCl₂^－離子，所以該反應(yīng)的離子方程式為4CuCl₂^－+O₂+4H⁺＝4Cu²⁺＋8Cl^－+2H₂O。
（4）由于該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以會(huì)析出硫酸銅晶體。
（5）根據(jù)方程式可知，銅和氧元素的化合價(jià)降低，被還原，A不正確；SO₂是大氣污染物，不能隨意排放，B正確；S的化合價(jià)升高，所以SO₂既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，C正確；當(dāng)有8mol銅生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol×2＋21mol×4＝100mol，則選項(xiàng)D正確，答案選BCD。
（6）①硫酸鐵能氧化SO₂生成硫酸，則①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO₂ + 2Fe³⁺+ 2H₂O＝SO₄^2-+ 2Fe²⁺+ 4H⁺。
②消耗K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量是0.02000 mol/L×0.025L＝0.0005mol，則根據(jù)電子電子守恒可知，亞鐵離子的物質(zhì)的量是0.0005mol×6＝0.003mol，所以根據(jù)方程式可知，SO₂的物質(zhì)的量是0.003mol÷2＝0.0015mol，因此反應(yīng)Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，貼近高考，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。該題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷出有關(guān)元素的化合價(jià)變化情況，如何結(jié)合題意并借助于電子得失守恒進(jìn)行判斷和計(jì)算即可。