Question

【題目】我國“蛟龍號多次刷新“中國深度”，為我國深海礦物資源的開發奠定了堅實的基礎。黃銅礦（主要成分為CuReS2）是海洋礦物中的一種，它是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫及鐵的化合物。請回答下列問題：

（1）“蛟龍”號外殼用特殊的鈦合金材料制成，它可以在7000米的深海中承受710噸的重量。下列說法正確的是___。

A．金屬鈦屬于主族元素

B．鈦合金強度不是很大

C．制備鈦鋁合金時可在空氣中將兩種金屬熔化后混合而成

D．已知金屬鈦能與H2O反應，可用電解熔融二氧化鈦冶煉金屬鈦

（2）利用黃銅礦冶煉銅的反應為8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuReS2中Fe的化合價為+2，反應中被還原的元素是___。（填元素符號），生成1molFe2O3時轉移電子的物質的量為___。

（3）利用黃銅礦冶煉銅產生的爐渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制備Fe2O3，方法為①用過量稀鹽酸浸取爐渣，過濾。②先將濾液氰化，再向其中加入過量NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煆燒得Fe2O3。據以上信息回答下列問題：

a．①中過濾的目的是___，過濾需要的儀器有___。

b．除去A13+的化學方程式為___。

c．②中將濾液氧化常常選用H2O2，其反應的離子方程式為___。

（4）將Cu放入0.1molL-1FeCl3溶液中，反應一定時間后取出Cu片，溶液中c（Fe3+）：c（Fe2+）=2：3，則Cu2+與Fe3+的物質的量之比為___。

Answer 1

【答案】D Cu、O 50 除去SiO2 鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒 AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 3：4

【解析】

(1)A．金屬鈦的原子序數為22，位于第四周期第IIB族；
B．鈦合金強度很大，可以在深海中承受700個大氣壓的壓力；
C．在空氣中加熱金屬易被氧化；
D．鈦性質較活潑，可以采用電解熔融二氧化鈦的方法冶煉金屬鈦；
(2)8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中部分Fe元素化合價由+2價變為+3價、O元素化合價由0價變為-2價、Cu元素化合價由+2價變為0價、S元素化合價由-2價變為+4價，得電子化合價降低的元素被還原，根據氧化鐵和轉移電子之間的關系式計算；
(3)用過量稀鹽酸浸取爐渣，發生的反應有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，過濾后的濾渣是SiO2，濾液先氧化，將亞鐵離子氧化為鐵離子，然后再加入過量NaOH溶液，發生反應Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，過濾，將沉淀Fe（OH）3洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3；
(4)設原FeCl3溶液的體積為1L，參加反應的Fe3+為xmol，由方程式Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，知（0.1-x）：x=2：3，解得：x=0.06，則生成的Cu2+為0.03mol，剩余的Fe3+為0.04mol，據此計算Cu2+與Fe3+的物質的量之比。

(1)A．金屬鈦的原子序數為22，位于第四周期第IIB族，屬于過渡元素，故A錯誤；
B．鈦合金可以在深海中承受700個大氣壓的壓力，鈦合金強度很大，故B錯誤；
C．在空氣中加熱熔化，金屬易與氧氣發生反應，所以不能直接在空氣中制備鈦鋁合金，故C錯誤；
D．由于金屬鈦金屬性較強，所以可以用電解法冶煉，故D正確；
故答案為：D；

(2) 8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中部分Fe元素化合價由+2價變為+3價、O元素化合價由0價變為-2價、Cu元素化合價由+2價變為0價、S元素化合價由-2價變為+4價，得電子化合價降低的元素被還原，所以Cu、O元素被還原；21mol氧氣反應時得到84mol電子，而鐵元素失去4mol電子，硫元素失去96mol電子，根據得失電子守恒，銅元素應得到16mol電子，所以生成1mol氧化鐵時轉移50mol電子，故答案為：Cu、O；50；

(3)利用黃銅礦冶煉銅產生的爐渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制備Fe2O3．方法如下：
用過量稀鹽酸浸取爐渣，發生的反應有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，過濾后的濾渣是SiO2，濾液先氧化，將亞鐵離子氧化為鐵離子，然后再加入過量NaOH溶液，發生反應Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，過濾，將沉淀Fe（OH）3洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3；

a.①通過以上分析知，a中過濾為除去SiO2，過濾需要的儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒；故答案為：除去SiO2；鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒；
b.Al3+與過量NaOH反應生成NaAlO2，然后通過過濾除去，反應方程式為AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O，故答案為：AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O；
c．②雙氧水具有強氧化性，亞鐵離子具有還原性，二者發生氧化還原反應生成鐵離子和水，離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
(4)設原FeCl3溶液的體積為1L，參加反應的Fe3+為xmol，由方程式Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，知（0.1-x）：x=2：3，解得：x=0.06，則生成的Cu2+為0.03mol，剩余的Fe3+為0.04mol，故n（Cu2+）：n（Fe3+）=0.03mol：0.04mol=3：4，故答案為：3：4。