Question

4．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有著廣泛應(yīng)用．
（1）火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應(yīng)為：2CuFeS₂+2O₂=2Cu+2FeS+2SO₂，當(dāng)有1molCu生成，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子6mol．
（2）某種處理火法煉銅中SO₂廢氣的工藝流程如圖所示．

①溶液A中發(fā)生的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②由流程圖可推知Fe³⁺、O₂、SO₄^2-的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镺₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-．
（3）已知反應(yīng)：3Cu+2NO₃^-+xH⁺=3Cu²⁺+2R+yH₂O．則參加反應(yīng)的Cu和消耗的HNO₃物質(zhì)的量之比為3：8．

Answer 1

分析 （1）2CuFeS₂+2O₂=2Cu+2FeS+2SO₂中，Cu、O元素的化合價(jià)降低，S元素的化合價(jià)升高；
（2）由工藝流程可知，A中的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，B中的反應(yīng)為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，C中鐵離子循環(huán)利用，結(jié)合氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化物分析；
（3）由電荷守恒計(jì)算x，由電子守恒計(jì)算R中N元素的化合價(jià)，從而判斷R，然后寫出方程式，再計(jì)算參加反應(yīng)的Cu和消耗的HNO₃物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）反應(yīng)2CuFeS₂+2O₂=2Cu+2FeS+2SO₂中，化合價(jià)變化情況為：Cu元素由+2價(jià)降低為0價(jià)，S元素由-2價(jià)升高到+4價(jià)，氧氣中O元素由0降低為-2價(jià)，則每生成2molCu轉(zhuǎn)移電子12mol，則當(dāng)有1molCu生成，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為6mol，
故答案為：6；
（2）由工藝流程可知，A中的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，B中的反應(yīng)為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，C中鐵離子循環(huán)利用，
①由上述分析可知溶液A中的反應(yīng)為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②A中發(fā)生2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，溶液B中發(fā)生4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，由氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知氧化性為O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-，
故答案為：O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-；
（3）由電荷守恒可得：（-2）+x=2×3，則x=8，設(shè)R中氮元素的化合價(jià)為a，由得失電子守恒可得：2×（5-a）=2×3，解得a=+2，則R為NO，配平方程式為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，所以參加反應(yīng)的Cu和消耗的HNO₃物質(zhì)的量之比為3：8；
故答案為：3：8．

點(diǎn)評(píng) 本題以銅及其化合物為載體考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．