Question

【化學——選修化學與技術】（15分）現(xiàn)有一種以黃銅礦和硫磺為原料制取銅和其他產物的新工藝，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

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)從黃銅礦冶煉粗銅的傳統(tǒng)工藝是將精選后的富銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉變?yōu)殂~。這種方法的缺點是 _____________________ ________、___________________________________ 。
(2)反應Ⅰ的產物為（填化學式） ___________________ 。
(3)反應Ⅲ的離子方程式為  ____________________________________________________ 。
(4)一定溫度下，在反應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 ___________
(5)黃銅礦中Fe的化合價為＋2，對于反應：8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，下列有關該反應的說法正確的是 ___________________ （填字母）。

A．反應中被還原的元素只有氧	B．反應生成的SO2直接排放會污染環(huán)境
C．SO2既是氧化產物又是還原產物	D．當有8mol銅生成時，轉移電子數目為100NA

(6)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Fe₂(SO₄)₃溶液完全反應后，用濃度為0.02000 mol/L的K₂Cr₂O₇標準溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL 。
已知：Cr₂O₇^2－+ Fe^2＋+ H^＋→Cr³⁺+ Fe^3＋+ H₂O（未配平）
①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液，發(fā)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

共15分。（1）SO₂會導致大氣污染（1分），同時要消耗大量的熱能（1分）
（2）FeS₂（1分）、CuS（1分） （3）4CuCl₂^－+O₂+4H⁺＝4Cu²⁺＋8Cl^－+2H₂O（2分）
（4）該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅（2分）
（5）BCD（2分，漏選1個得1分，錯選或漏選2個以上不得分）
（6）①SO₂ + 2Fe³⁺+ 2H₂O＝SO₄^2-+ 2Fe²⁺+ 4H⁺（2分） ②12.00%（2分

試題分析：（1）在高溫下煅燒，則會要消耗大量的熱能；其次生成的SO₂會導致大氣污染。
(2)根據黃銅礦中元素的化合價、單質S的化學性質以及反應Ⅱ的離子方程式可知，反應Ⅰ的產物為FeS₂、CuS。
（3）反應Ⅲ是氧氣氧化CuCl₂^－離子，所以該反應的離子方程式為4CuCl₂^－+O₂+4H⁺＝4Cu²⁺＋8Cl^－+2H₂O。
（4）由于該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以會析出硫酸銅晶體。
（5）根據方程式可知，銅和氧元素的化合價降低，被還原，A不正確；SO₂是大氣污染物，不能隨意排放，B正確；S的化合價升高，所以SO₂既是氧化產物又是還原產物，C正確；當有8mol銅生成時，轉移電子的物質的量是8mol×2＋21mol×4＝100mol，則選項D正確，答案選BCD。
（6）①硫酸鐵能氧化SO₂生成硫酸，則①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液，發(fā)生反應的離子方程式為SO₂ + 2Fe³⁺+ 2H₂O＝SO₄^2-+ 2Fe²⁺+ 4H⁺。
②消耗K₂Cr₂O₇的物質的量是0.02000 mol/L×0.025L＝0.0005mol，則根據電子電子守恒可知，亞鐵離子的物質的量是0.0005mol×6＝0.003mol，所以根據方程式可知，SO₂的物質的量是0.003mol÷2＝0.0015mol，因此反應Ⅳ所得氣體中SO₂的體積分數為。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，貼近高考，側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導，有助于培養(yǎng)學生邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。該題的關鍵是準確判斷出有關元素的化合價變化情況，如何結合題意并借助于電子得失守恒進行判斷和計算即可。