题目

题型：不详难度：来源：

工业上，将黄铜矿（CuFeS₂）通过8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂反应制取铜及其硫和铁的化合物。
（1）上述反应中，还原剂为          。
（2）黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃。
据以上信息回答下列问题：
a．通过上述②，炉渣中的Al₂O₃变成了                            （写离子）。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液 酸性KMnO₄溶液   NaOH溶液 碘水
所选试剂为               。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为                                     。
（3）对上述炉渣中进行含铁量的测定步骤如下：

I．步骤③发生反应的离子方程式为                       。
II．步骤④中煮沸的作用是                            。
III．步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、           。
IV．若滴定过程中消耗0.100mol·L⁻¹KI溶液20.00mL，则炉渣中铁的百分含量为          。

答案

（1）CuFeS₂ （2）a．[Al(OH)₄]^-或AlO₂^- b．稀硫酸、酸性KMnO₄溶液；稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性KMnO₄溶液褪色（3）I．2Fe²⁺+Cl₂= 2Fe³⁺+2Cl^-II．赶走溶液中溶解的过量的Cl₂ III．250mL容量瓶 （未答“250mL”不给分）IV．14% 

解析

试题分析：（1）在反应中CuFeS₂中铁元素的化合价由+2价变为+3价，硫元素的化合价由-2价变为+4价做还原剂；（2）①用稀盐酸浸取炉渣发生的反应为：Al₂O₃ + 6H⁺=2Al³⁺ + 3H₂O  
FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O   Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O  ②滤液中含有的金属阳离子有Al³⁺、Fe²⁺和Fe³⁺，氧化后含有Al³⁺和Fe³⁺，加过量氢氧化钠溶液发生的反应：Al³⁺ + 4OH^-=AlO₂^- + 2H₂O   Fe³⁺ + 3OH^- = Fe(OH)₃↓  a、通过上述②，炉渣中的Al₂O₃变成了AlO₂^-；b验证炉渣中含有+2价的铁，应先加入稀硫酸溶解，生成亚铁离子，具有还原性，可与高锰酸钾发生氧化还原反应，酸化时不能加入盐酸，否则与高锰酸钾发生氧化还原反应，也不能直接加入硝酸，否则生成铁离子，不能检验，故答案为：稀硫酸、KMnO₄溶液；稀硫酸浸取炉渣所得溶液含有亚铁离子，与高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾褪色，故答案为：稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO₄溶液褪色；（3）分析工艺流程图发生的反应为：炉渣加足量稀硫酸：Al₂O₃ + 6H⁺=2Al³⁺ + 3H₂O   FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O   Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O过滤，滤液中含有的金属阳离子有Al³⁺、Fe²⁺和Fe³⁺，通入足量Cl₂：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl^- 滴定原理：2Fe³⁺ + 2I^- = 2Fe²⁺ + I₂I．步骤③通入足量氯气发生反应的离子方程式为2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl^- ；II．过量的氯气能氧化I^-，会影响实验结果，所以步骤④中煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl₂；。III．步骤⑤为溶液的配制，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶。IV．滴定过程中发生的反应为2Fe³⁺ + 2I^- = 2Fe²⁺ + I₂，由反应式知n(I^-)= n(Fe³⁺)=0.002mol，结合流程图知10.0g炉渣中铁的物质的量为0.025mol，质量为1.4g,质量分数为14%。