Question

2013年12月12日，中国矿业报报道中国地质科学院矿产综合利用研究所认定石龙铜矿含铜品位高(含铜3.27%)。已知铜矿物以黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿为主。黄铜矿(CuFeS2)既是制取铜及其化合物的主要原料，又可以制备硫及铁的化合物。请回答下列问题：

(1)冶炼铜的反应方程式为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2↑，若CuFeS2中铁元素为＋2价，则反应中被还原的元素为________(填元素名称)。

(2)上述冶炼过程中产生大量二氧化硫，下列对其性质的描述中正确的是________(填序号)。

A．SO2既是氧化剂，又是还原剂

B．SO2是还原产物

C．SO2是形成酸雨的一种物质

D．SO2是氧化产物

(3)SO2的存在对CO2的检验会造成干扰，实验室常用酸性高锰酸钾溶液除去SO2，请写出该反应的化学方程式：

_______________________________________________________________。

(4)利用黄铜矿冶炼产生的炉渣(含FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为先用稀盐酸浸取炉渣，过滤；将滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。用下列哪些试剂可以验证炉渣中含有FeO？________________(填序号)。其中发生氧化还原反应的离子方程式为____________________。

A．稀盐酸    B．稀硫酸  C．KSCN溶液

D．KMnO4溶液  E．NaOH溶液  F．碘水

Answer 1

解析　该题以黄铜矿为载体，考查了氧化还原反应的相关概念、氧化还原反应方程式的书写以及亚铁离子的检验。(1)要找出反应中被氧化或被还原的元素，突破口是化合价的升降。由于＋2价的铁部分升高为＋3价，因而铁元素被氧化，同时硫元素由－2价升高为＋4价，所以硫元素也被氧化。由氧元素的化合价变化情况可知氧气在反应中作氧化剂，同时铜元素由＋2价降低为0价，所以铜元素被还原。(2)SO2既是O2被还原的产物，又是CuFeS2被氧化的产物，还是形成酸雨的一种大气污染物。(3)SO2具有还原性，KMnO4具有强氧化性，在酸性条件下，KMnO4被还原为MnSO4，SO2被氧化成硫酸，所以反应的化学方程式为5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。(4)要验证炉渣中有FeO，若用常规方法，很难实现。因为炉渣中存在Fe2O3，酸溶后，溶液中既有Fe2＋，又有Fe3＋，而Fe3＋干扰Fe2＋的检验。此时就要考虑FeO的另一个性质，即FeO的还原性，用强氧化剂将其氧化，若反应过程中有明显的现象变化，就能达到目的。根据题目提供的试剂可选择稀硫酸和KMnO4溶液。其中发生氧化还原反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

答案　(1)铜元素、氧元素　(2)BCD　(3)5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4　(4)BD　5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O