Question

如圖所示是一種以黃銅礦和硫磺為原料制取銅和其他產物的新工藝，該工藝的原料的綜合利用率較高．

注：反應Ⅱ的離子方程式為Cu²⁺+CuS+4Cl^-═2[CuCl₂]^-+S
請回答下列問題：
（1）反應Ⅰ的產物為

 

（填化學式），反應Ⅲ的離子方程式為

 

．
（2）一定溫度下，向反應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

 

． 
（3）反應Ⅳ的主要反應為4FeS₂+11O₂═2Fe₂O₃+8SO₂，其中氧化產物為

 

，當1.2g FeS₂參與反應時，轉移的電子數為

 

N_A．
（4）某硫酸廠為測定反應Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分數，取280mL（已折算成標準狀況）氣體樣品與足量Fe（SO₄）₃溶液完全反應后，用0.02000mol/L K₂Cr₂O₇，標準溶液滴定至終點，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，發生反應的離子方程式為

 

．
②反應Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分數為

 

．

Answer 1

分析：（1）由流程可知，黃鐵礦分解生成的Fe、Cu均為+2價；反應Ⅲ中生成銅離子；
（2）相同條件下硫酸銅的溶解度小；
（3）反應中Fe、S的化合價均升高，n（FeS₂）=

1.2g

120g/mol

=0.01mol，以此計算；
（4）①發生氧化還原反應生成硫酸亞鐵；
②利用14H⁺+Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O、SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，可知，3SO₂～Cr₂O₇^2-，以此計算．

解答：解：（1）由流程可知，黃鐵礦分解生成的Fe、Cu均為+2價，則反應I的產物為FeS₂、CuS，反應Ⅲ中生成銅離子，則離子反應為4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O，故答案為：FeS₂、CuS；4CuCl₂^-+O₂+4H⁺═4Cu²⁺+8Cl^-+2H₂O；
（2）相同條件下硫酸銅的溶解度小，則該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以向反應Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，
故答案為：該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅；
（3）反應中Fe、S的化合價均升高，氧化產物為Fe₂O₃、SO₂，n（FeS₂）=

1.2g

120g/mol

=0.01mol，
轉移的電子為0.01mol×（3-2）+0.01mol×2×[4-（-1）]=0.11mol，個數為0.11N_A個，
故答案為：Fe₂O₃、SO₂；0.11；
（4）①發生氧化還原反應生成硫酸亞鐵，離子反應為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，故答案為：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，
反應Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分數為

0.0015mol

0.28L 22.4L/mol

×100%=12.00%，故答案為：12.00%．

點評：本題以實際化工生產“黃銅礦的綜合利用”為背景，考查了元素化合物知識，離子方程式和化學方程式的書寫，題目更注重考查學生利用化學原理來解決實際問題的能力．