Question

如图所示是一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，该工艺的原料的综合利用率较高．

注：反应Ⅱ的离子方程式为Cu²⁺+CuS+4Cl^-═2[CuCl₂]^-+S
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的产物为

 

（填化学式），反应Ⅲ的离子方程式为

 

．
（2）一定温度下，向反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是

 

． 
（3）反应Ⅳ的主要反应为4FeS₂+11O₂═2Fe₂O₃+8SO₂，其中氧化产物为

 

，当1.2g FeS₂参与反应时，转移的电子数为

 

N_A．
（4）某硫酸厂为测定反应Ⅳ所得气体中SO₂的体积分数，取280mL（已折算成标准状况）气体样品与足量Fe（SO₄）₃溶液完全反应后，用0.02000mol/L K₂Cr₂O₇，标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．已知：Cr₂

O

2- 7

+Fe²⁺+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）
①SO₂通入Fe（SO₄）₃溶液中，发生反应的离子方程式为

 

．
②反应Ⅳ所得气体中SO₂的体积分数为

 

．

Answer 1

分析：（1）由流程可知，黄铁矿分解生成的Fe、Cu均为+2价；反应Ⅲ中生成铜离子；
（2）相同条件下硫酸铜的溶解度小；
（3）反应中Fe、S的化合价均升高，n（FeS₂）=

1.2g

120g/mol

=0.01mol，以此计算；
（4）①发生氧化还原反应生成硫酸亚铁；
②利用14H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O、SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，可知，3SO₂～Cr₂O₇^2-，以此计算．

解答：解：（1）由流程可知，黄铁矿分解生成的Fe、Cu均为+2价，则反应I的产物为FeS₂、CuS，反应Ⅲ中生成铜离子，则离子反应为4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O，故答案为：FeS₂、CuS；4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O；
（2）相同条件下硫酸铜的溶解度小，则该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜，所以向反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，
故答案为：该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜；
（3）反应中Fe、S的化合价均升高，氧化产物为Fe₂O₃、SO₂，n（FeS₂）=

1.2g

120g/mol

=0.01mol，
转移的电子为0.01mol×（3-2）+0.01mol×2×[4-（-1）]=0.11mol，个数为0.11N_A个，
故答案为：Fe₂O₃、SO₂；0.11；
（4）①发生氧化还原反应生成硫酸亚铁，离子反应为SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，故答案为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
②利用14H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O、SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，
可知，3SO₂～Cr₂O₇^2-，
      3       1
      x       0.02mol/L×0.025L
解得x=0.0015mol，
反应Ⅳ所得气体中SO₂的体积分数为

0.0015mol

0.28L 22.4L/mol

×100%=12.00%，故答案为：12.00%．

点评：本题以实际化工生产“黄铜矿的综合利用”为背景，考查了元素化合物知识，离子方程式和化学方程式的书写，题目更注重考查学生利用化学原理来解决实际问题的能力．