Question

由冰銅（mCu₂O·nFeS）冶煉得到粗銅，再以粗銅為原料制純銅的流程如下：

請回答下列問題：
（1）氣體X是       。
（2）某研究性學(xué)習(xí)小組用熔渣Y與CO反應(yīng)來制取Fe。
①請按氣流由左到右的方向連接下列各裝置，順序?yàn)锳→________。
②裝置C的作用是________________。
③在點(diǎn)燃D處的酒精燈前，應(yīng)進(jìn)行的操作是__________________。
 
（3）熔渣Y中鐵元素的價(jià)態(tài)有+2價(jià)和+3價(jià)，根據(jù)限選試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證熔渣Y中有+2價(jià)鐵元素存在，寫出有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。
限選試劑： 3 mol·L^-1H₂SO₄、6 mol·L^-1HNO₃、3％ H₂O₂、0.01 mol·L^-1KMnO₄、20％ KSCN。
                                                                                            
                                                                                            
                                                                                          。
（4）寫出泡銅冶煉粗銅反應(yīng)的化學(xué)方程式                               。
（5）根據(jù)限選材料畫出用粗銅提煉純銅的裝置圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。
限選材料：FeSO₄₍aq)、CuSO₄₍aq)、粗鐵、純鐵、粗銅、純銅、燒杯、直流電源、導(dǎo)線。

Answer 1

（1）SO₂   或二氧化硫（2分）      
（2）E→B→C→D（全對2分）    ②除去尾氣中的CO₂（2分）
③檢驗(yàn)CO（尾氣）的純度 （2分）
（3）①取少量熔渣Y于試管中，加入適量（經(jīng)加熱煮沸除氧）3 mol·L^-1H₂SO₄溶液（1分），加熱充分溶解，反應(yīng)后得A溶液（1分）。②取少量A溶液，滴加1-2滴0.01 mol·L^-1KMnO₄溶液，振蕩（1分），若溶液的紫紅色褪去（1分），則說明熔渣Y中有+2價(jià)鐵元素存在。
（其他合理即給分）
（4）3Cu₂O+2Al6Cu+ Al₂O₃ （2分）
（5）（3分，其中：裝置2分，標(biāo)注1分）

解析試題分析：（1）分析所給的冰銅化學(xué)式，其中Cu和Fe焙燒都生成固體氧化物，只有非金屬元素S焙燒會生成氣體，所以氣體X一定是SO2。
（2）①熔渣Y是Fe的氧化物，用CO還原Y制備鐵單質(zhì)，從所給的反應(yīng)裝置來看，B裝置是反應(yīng)制鐵裝置，通入B中的CO氣體不能含有CO2和H2O等雜質(zhì)氣體，因此在A、B之間接上裝置E除水；B中反應(yīng)出來的氣體有生成的CO2和過量的CO有毒氣體，除CO尾氣可用燃燒法，但要注意CO的純度，防止爆炸，要先用裝置C除去尾氣中的CO2。所以整個(gè)順序就是A→E→B→C→D。
②裝置C的作用是除去尾氣中的CO2。
③點(diǎn)燃D處酒精燈除尾氣時(shí)要驗(yàn)純。
（3）熔渣Y中的鐵元素有+2價(jià)和+3價(jià)，所以當(dāng)+2價(jià)和+3價(jià)Fe元素同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)該選用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)其中的+2價(jià)鐵。
具體步驟：①取少量熔渣Y于試管中，加入適量（經(jīng)加熱煮沸除氧）3 mol·L^-1H₂SO₄溶液，加熱充分溶解，反應(yīng)后得A溶液。
②取少量A溶液，滴加1-2滴0.01 mol·L^-1KMnO₄溶液，振蕩，若溶液的紫紅色褪去，則說明熔渣Y中有+2價(jià)鐵元素存在。
（4）泡銅冶煉粗銅是在高溫條件下加入還原劑鋁進(jìn)行冶煉的，所以化學(xué)方程式為3Cu₂O+2Al6Cu+ Al₂O₃ 。
（5）電解精煉銅是教材中常提到的一個(gè)電化學(xué)內(nèi)容，原理比較簡單，所以用所提供的材料畫出該裝置圖示比較簡單的，但要注意的是各標(biāo)注要準(zhǔn)確。所以圖像是

考點(diǎn)：本題考查的是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)探究，多以裝置連接、氣體除雜、尾氣吸收為主。