Question

【題目】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)反應I的產物為 （填化學式）。

(2)反應Ⅲ的離子方程式為 。

(3)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，其可能的原因是 。

(4)工業上可以用NaOH溶液或氨水吸收過量的SO2，分別生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均成酸性，相同條件下，同濃度的兩種水溶液c(SO32-)較小的是 。

(5)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0.02000mol·L-1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00Ml。 已知：Cr2O72- +Fe2+ +H+→Cr3+ +Fe3+ +H2O（未配平）反應IV所得氣體中SO2的體積分數為 。

Answer 1

【答案】（10分）

(1)FeS2、CuS

(2)4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O

(3)該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅、加入硫酸，有利于析出硫酸銅晶體

(4)NH4HSO3；

(5)12.00％

【解析】

試題分析：銅礦與S在高溫下煅燒，使其轉變為FeS2、CuS，加入HCl、NaCl、CuCl2混合溶液 發生反應Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S↓，過濾得到濾液中通入空氣發生反應4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O，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，結晶分離得到硫酸銅晶體，加入鐵還原溶液得到銅；濾渣分離得到FeS和S，FeS2通入空氣灼燒得到氧化鐵和二氧化硫，氧化鐵煉鋼，二氧化硫制備硫酸。

（1）由流程可知，黃鐵礦分解生成的Fe、Cu均為+2價，則反應I的產物為FeS2、CuS；

（2）反應Ⅲ中生成銅離子，則離子反應為4CuCl2-+O2+4H+═4Cu2++8Cl-+2H2O；

（3）相同條件下硫酸銅的溶解度小，則該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以向反應Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體；

（4）NH4HSO3與NaHSO3溶液中都發生HSO3的水解反應：HSO3－ H+ ＋SO32－，NH4HSO3中NH4+水解：NH4++H2ONH3H2O+H+，c(H+)增大，電離平衡逆向移動，c(SO32－)濃度減小，所以NH4HSO3溶液中c(SO32-)較小。

（5）利用14H++Cr2O72-+6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，

可知，3SO2～Cr2O72-，

3 1

x 0.02mol/L×0.025L

解得x=0.0015mol，反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數為×100%=12.00%。