Question

8．黃銅礦不僅可用于火法煉銅，也可用于濕法煉銅，濕法可同時(shí)生產(chǎn)銅、磁性氧化鐵和用于橡膠工業(yè)的一種固體物質(zhì)A，流程如圖：

（1）黃銅礦中Cu 的化合價(jià)是+2，反應(yīng)I中65gFeC1₃可氧化0.1mol CuFeS₂．
（2）工業(yè)生產(chǎn)中的過(guò)濾操作多采用傾析法分離出固體物質(zhì)，下列適合用傾析法的有AB．
A．沉淀的顆粒較大   B．沉淀容易沉降    C．沉淀呈膠狀     D．沉淀呈絮狀
（3）在反應(yīng)Ⅱ中，計(jì)算NaHCO₃飽和溶液（其中CO₃^2-平衡濃度為1.2×10^-3mol/L）可產(chǎn)生FeCO₃沉淀時(shí)的最小Fe²⁺濃度是2.5×10^-8mol/L（己知FeCO₃的K_sp=3.0×10^-11）
（4）反應(yīng)Ⅲ是在設(shè)備底部鼓入空氣，高溫氧化鍛燒法來(lái)制備磁性氧化鐵，寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂．
（5）固休物質(zhì)A的成分硫（寫名稱）．
（6）潮濕的FeCO₃固體若不及時(shí)灼燒處理會(huì)在空氣中逐漸變紅，寫出相關(guān)的化學(xué)方程式：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂．
（7）本流程中可實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用的物質(zhì)除了水外，還有氯化鈉．

Answer 1

分析 根據(jù)流程：黃銅礦CuFeS₂與FeCl₃發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl↓+4FeCl₂+2S↓，過(guò)濾，
濾液為氯化亞鐵，與NaHCO₃發(fā)生反應(yīng)Ⅱ生成FeCO₃，過(guò)濾，向FeCO₃中通入空氣生成四氧化三鐵，
濾渣為S、CuCl，與NaCl溶液發(fā)生反應(yīng)Ⅳ：CuCl+NaCl=Na[CuCl₂]，S不溶，過(guò)濾得到Na[CuCl₂]溶液，固體為S，向?yàn)V液中加入水，Cu⁺ 在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為Cu²⁺和Cu，溶液A含有CuCl₂、NaCl，據(jù)此分析可得．

解答 解：（1）黃銅礦CuFeS₂中鐵元素顯+2價(jià)，S元素顯-2價(jià)，故銅元素顯+2；65gFeC1₃的物質(zhì)的量為$\frac{65g}{162.5g/mol}$=0.4mol，三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵得電子0.4mol，CuFeS₂中硫元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，共升高4價(jià)，硫元素被氧化，失去0.4mol電子時(shí)CuFeS₂為0.1mol；
故答案為：+2；0.1；
（2）沉淀的顆粒較大，靜止后容易沉降至容器底部，常用傾析法分離．沉淀呈膠狀或絮狀，靜止后不容易沉降，不能采取傾析法分離；
故答案為：AB；
（3）己知FeCO₃的K_sp=3.0×10^-11，NaHCO₃飽和溶液（其中CO₃^2-平衡濃度為1.2×10^-3mol/L）可產(chǎn)生FeCO₃沉淀時(shí)的最小Fe²⁺濃度是$\frac{3.0×1{0}^{-11}}{1.2×1{0}^{-3}}$mol/L=2.5×10^-8mol/L；
故答案為：2.5×10^-8mol/L；
（4）高溫氧化鍛燒法來(lái)制備磁性氧化鐵，化學(xué)方程式為：6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂；
故答案為：6FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+6CO₂；
（5）濾渣為S、CuCl，與NaCl溶液發(fā)生反應(yīng)Ⅳ：CuCl+NaCl=Na[CuCl₂]，S不溶，過(guò)濾得到Na[CuCl₂]溶液，固體為S；
故答案為：硫；
（6）潮濕的FeCO₃固體若不及時(shí)灼燒處理會(huì)在空氣中逐漸變紅，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵并水解生成紅褐色的氫氧化鐵，化學(xué)方程式為：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂；
故答案為：6FeCO₃+O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃+4CO₂；
（7）反應(yīng)Ⅳ使用氯化鈉溶液，反應(yīng)Ⅴ生成的溶液A含有CuCl₂、NaCl，氯化鈉可循環(huán)使用；
故答案為：氯化鈉．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)際化工生產(chǎn)“黃銅礦的綜合利用”為背景，考查了元素化合物知識(shí)，離子方程式和化學(xué)方程式的書寫，題目更注重考查學(xué)生利用化學(xué)原理來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．