Question

（13分）我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用。
（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料冶炼铜。主要反应如下:
① 2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO      ② 2Cu₂S + 3O₂=2SO₂+2Cu₂O③ Cu₂S+ 2Cu₂O="6Cu+" SO₂
在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为             ；若由3mol CuFeS₂生成3molCu，理论上消耗O₂的物质的量为              。
（2）常温下Cu₂O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu₂O，写出此反应的离子方程式                                                        。
（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，  为了使FeCl₃循环利用和回收CuCl₂，现设计如下生产过程：

①试剂Y的名称           ；物质X最好是          （填化学式）。
②若常温下1L废液中含CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃的物质的量浓度均为0.5mol·， 则加入Cl₂气和物质X使溶液的pH在                 范围时（设溶液体积保持不变），铁元素完全转化为Fe(OH)₃，而CuCl₂不产生沉淀。( K_SP [Fe(OH)₃]=1.0×10^—38、  K_SP[Cu(OH)₂]=2.0×10^—20  、  lg5=0.7)

Answer 1

（13分）
（1）1﹕6 （2分）， 7.5mol（3分，没单位扣1分）。
（2）Cu₂O＋2H⁺＝Cu＋Cu²⁺＋H₂O （2分，没配平扣1分，化学式错0分）
（3）①盐酸或氯化氢（1分）；CuO （2分）。② 3.0—4.3（3分）

试题分析：（1） Cu₂S+ 2Cu₂O="6Cu+" SO₂中，被氧化的元素即化合价升高的元素是S元素，被还原的元素即化合价降低的元素是Cu元素，由方程式可知，③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为1:6；
由①得6CuFeS₂～12O₂～3Cu₂S； 由②得 2Cu₂S ～ 3O₂～2Cu₂O， 由③Cu₂S～ 2Cu₂O～6Cu，所以最终得关系式6CuFeS₂～15O₂～6Cu，若由3mol CuFeS₂生成3molCu，理论上消耗O₂的物质的量为7.5mol；
（2）常温下Cu₂O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，根据氧化还原反应理论，蓝色溶液为硫酸铜溶液，红色固体为单质铜，离子方程式为Cu₂O＋2H⁺＝Cu＋Cu²⁺＋H₂O；
（3）①由氢氧化铁生成氯化铁，需要试剂Y是稀盐酸或氯化氢；加入X的目的是调节溶液pH，使铁离子沉淀，所以为了不引入新的杂质，X最好选择CuO；
②加入氯气后铜离子的浓度仍是0.5mol/L,铁离子的浓度为1.0mol/L，根据所给沉淀的溶度积计算氢氧化铁完全沉淀时的c（OH^-）³=1.0×10^—38 /1.0×10^—5mol·， 则c（OH^-）=1.0×10^—11mol·， pH=3；当铜离子开始沉淀时，c（OH^-）²=2.0×10^—20 /0.5=4.0×10^—20mol·，c（OH^-）=2.0×10^—10mol·，pH=4.3，所以铁元素完全转化为Fe(OH)₃，而CuCl₂不产生沉淀时溶液对pH的范围是3.0—4.3。