Question

17．“銅都”安徽銅陵有許多黃銅礦（主要成分為CuFeS₂，含少量Al₂O₃、SiO₂），黃銅礦是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫及鐵的化合物．
（1）火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應(yīng)原理為2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂．CuFeS₂中Cu和Fe元素的化合價(jià)均為+2價(jià)，被還原的元素是Cu、O（填元素符號(hào)），若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生SO₂的體積為1.12L．
（2）焙燒黃銅礦產(chǎn)生的Cu₂S可被稀硝酸氧化為Cu²⁺和硫單質(zhì)，HNO₃的還原產(chǎn)物為NO，試寫出Cu₂S與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式3Cu₂S+16H⁺+4NO₃^-═6Cu²⁺+3S↓+4NO↑+8H₂O，該反應(yīng)中稀硝酸體現(xiàn)氧化性、酸性（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）．
（3）焙燒黃銅礦還可得到Cu₂O．將21.6g Cu₂O加入到500mL某濃度的稀硝酸中，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成Cu（NO₃）₂和NO，在所得溶液中加入1.0mol•L^-1的NaOH溶液1.0L，此時(shí)溶液呈中性．原硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.2mol?L^-1．

Answer 1

分析 （1）2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂中，Cu、O元素的化合價(jià)降低，S元素的化合價(jià)升高，S元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高為+4價(jià)；
（2）Cu₂S可被稀硝酸氧化為Cu²⁺和硫單質(zhì)，HNO₃的還原產(chǎn)物為NO，Cu、S元素的化合價(jià)升高，N元素的化合價(jià)降低，生成硝酸銅體現(xiàn)硝酸的酸性，生成NO體現(xiàn)硝酸的強(qiáng)氧化性；
（3）溶液為中性，則溶質(zhì)為NaNO₃，由N原子守恒可知，NaOH～NaNO₃～反應(yīng)后溶液中NO₃^-，n（Cu₂O）=$\frac{21.6g}{144g/mol}$=0.15mol，由電子守恒可計(jì)算生成的NO，原溶液中硝酸為n（NaOH）+n（NO），然后結(jié)合c=$\frac{n}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂中，Cu、O元素的化合價(jià)降低，則被還原的元素是Cu、O；S元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高為+4價(jià)，可知生成1mol氣體轉(zhuǎn)移6mol電子，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生SO₂的體積為0.3mol×$\frac{1}{6}$×22.4L/mol=1.12L，故答案為：Cu、O；1.12；
（2）Cu₂S可被稀硝酸氧化為Cu²⁺和硫單質(zhì)，HNO₃的還原產(chǎn)物為NO，Cu、S元素的化合價(jià)升高，N元素的化合價(jià)降低，由電子、電荷及原子守恒可知，離子反應(yīng)為3Cu₂S+16H⁺+4NO₃^-═6Cu²⁺+3S↓+4NO↑+8H₂O，生成硝酸銅體現(xiàn)硝酸的酸性，生成NO體現(xiàn)硝酸的強(qiáng)氧化性，即該反應(yīng)體現(xiàn)硝酸的酸性和強(qiáng)氧化性，
故答案為：3Cu₂S+16H⁺+4NO₃^-═6Cu²⁺+3S↓+4NO↑+8H₂O；氧化性、酸性；
（3）溶液為中性，則溶質(zhì)為NaNO₃，由N原子守恒可知，NaOH～NaNO₃～反應(yīng)后溶液中NO₃^-，則與固體反應(yīng)后溶液中的n（NO₃^-）=1L×1mol/L=1mol，
n（Cu₂O）=$\frac{21.6g}{144g/mol}$=0.15mol，由電子守恒可知n（NO）=$\frac{0.15mol×2×（2-1）}{（5-2）}$=0.1mol，原溶液中硝酸為n（NaOH）+n（NO）=1mol+0.1mol=1.1mol，
原硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1.1mol}{0.5L}$=2.2mol?L^-1，故答案為：2.2mol?L^-1．

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，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化、守恒法應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度不大．