Question

12．以黃銅礦（主要成分為FeCuS₂）為原料制備銅和高鐵酸鉀（K₂FeO₄），其生產流程如下：

（1）黃銅礦石浮選時要將礦石粉碎的理由是使礦石在煅燒時能被空氣充分氧化．
（2）黃銅礦在空氣中焙燒的化學方程式2FeCuS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂+2CuO．
（3）Cu₂O與稀硫酸反應時既表現出氧化性又表現出還原性，Cu₂O與稀硫酸反應的離子方程式為Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．
（4）試劑X可能是B （填字母）．
A．稀硝酸         B．稀硫酸           C．稀鹽酸            D．濃硫酸
（5）為了充分自用資源，變廢為寶，用足量Ca（OH）₂懸濁液吸收形成酸雨的氣體，生成固體的化學式為CaSO₃，然后再用硫酸處理該固體，得到的高濃度氣體用于制備硫酸．
（6）在工業上，一般利用亞鉻酸鉀（KCrO₂）氧化還原滴定法來確定高鐵酸鉀的純度，其原理如下：在強堿性溶液中，高鐵酸鉀將亞鉻酸鉀氧化為鉻酸鉀（K₂CrO₄），生成的鉻酸鉀酸化后形成重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇），再用亞鐵離子滴定生成的重鉻酸鉀，現稱取1.980g粗高鐵酸鉀樣品溶于適量KOH溶液中，加入稍過量的KCrO₂，充分反應[K₂FeO₄轉化為Fe（OH）₃]后過濾，濾液定容于250mL容量瓶中．取25.00mL濾液，加入稀硫酸酸化，用0.10mol•L^-1的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標準溶液滴定，記錄數據，然后重復滴定兩次并算出消耗標準溶液的平均體積為18.93mL，則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數為63.1%．

Answer 1

分析 根據流程圖，黃銅礦（主要成分為FeCuS₂）進行粉碎浮選，便于在空氣中與空氣充分反應，在空氣中被氧化成黃銅礦氧化鐵和氧化銅固體及二氧化硫氣體，二氧化硫能形成酸雨，氧化銅和氧化鐵的混合物被一氧化碳還原得金屬粉末是銅和鐵的混合物，將銅和鐵的混合物溶于稀硫酸，過濾可得粗銅，經過精制可得精銅，濾液中含有硫酸亞鐵，在次氯酸鈉的堿性溶液中被氧化成高鐵酸鈉，再加入氫氧化鉀至飽和，可生成高鐵酸鉀晶體，經純化可得純高鐵酸鉀，據此答題；

解答 解：根據流程圖，黃銅礦（主要成分為FeCuS₂）進行粉碎浮選，便于在空氣中與空氣充分反應，在空氣中被氧化成黃銅礦氧化鐵和氧化銅固體及二氧化硫氣體，二氧化硫能形成酸雨，氧化銅和氧化鐵的混合物被一氧化碳還原得金屬粉末是銅和鐵的混合物，將銅和鐵的混合物溶于稀硫酸，過濾可得粗銅，經過精制可得精銅，濾液中含有硫酸亞鐵，在次氯酸鈉的堿性溶液中被氧化成高鐵酸鈉，再加入氫氧化鉀至飽和，可生成高鐵酸鉀晶體，經純化可得純高鐵酸鉀，
（1）將礦石粉碎可以增大礦石與空氣的接觸面積，使礦石在煅燒時能被空氣充分氧化，
故答案為：使礦石在煅燒時能被空氣充分氧化；
（2）黃銅礦在空氣中焙燒生成氧化鐵、氧化銅和二氧化硫，反應的化學方程式為2FeCuS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂+2CuO，
故答案為：2FeCuS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+4SO₂+2CuO；
（3）Cu₂O與稀硫酸反應時既表現出氧化性又表現出還原性，亞銅離子自身氧化還原生成銅單質和銅離子，反應的離子方程式為Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；
（4）在鐵銅的混合物中溶解鐵而分離出銅，因為稀硝酸、濃硫酸都能與銅反應，所以不能用稀硝酸、濃硫酸，如果用鹽酸溶解生成氯化亞鐵，氯離子能被后來加入的次氯酸根氧化，所以也不能用鹽酸，只能用稀硫酸，故選B；
（5）用足量Ca（OH）₂懸濁液吸收形成酸雨的氣體即二氧化硫，生成固體的化學式為CaSO₃，然后再用硫酸處理該固體，得到的高濃度SO₂用于制備硫酸，
故答案為：CaSO₃；
（6）根據電子得失守恒可知，利用亞鉻酸鉀（KCrO₂）氧化還原滴定法來確定高鐵酸鉀的純度的過程中有關系式：2K₂FeO₄～K₂Cr₂O₇～6（NH₄）₂Fe（SO₄）₂，滴定反應中消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物質的量為0.01893L×0.10mol•L^-1=0.001893mol，所以1.980g樣品中K₂FeO₄的物質的量為0.001893mol÷3×$\frac{250}{25}$=0.00631mol，則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數為$\frac{0.00631×198}{1.980}$×100%=63.1%，
故答案為：63.1%；

點評 本題考查了物質提純的理解應用、實驗基本操作、物質性質的分析應用、質量分數的計算等，注意離子方程式書寫方法和電子得失守恒在化學計算中的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．