Question

化合物A為某礦物樣品的主要成分，其質量分數為80%，且A僅由Cu、Fe、S三種元素組成．某研究小組對其組成進行分析，具體實驗如下（不考慮雜質的影響）：
①準確稱取2.3g樣品，加入足量的濃硝酸充分溶解后過濾，得到濾液B．
②在B中通入過量的氨氣，結果溶液呈深藍色，同時得到1.07g紅褐色沉淀．
③在②的濾液中加入足量鹽酸，未見沉淀產生，再滴入足量氯化鋇溶液，最后得到4.66g白色沉淀．
已知：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，請回答下列問題：
（1）寫出氨氣的電子式：

 

，深藍色離子的化學式：

 

，A的化學式：

 

．
（2）工業上常利用該礦物與氧氣反應熔煉金屬Cu，同時也得到氣體C和爐渣（主要成分為Fe₂O₃）．
①在新制的C水溶液中滴加一定量的BaCl₂溶液，初始觀察不到明顯現象，充分振蕩后，可觀察到有白色沉淀產生，且逐漸增多，請解釋其原因

 

．
②冶煉過程中的最后一步是氧化亞銅與硫化亞銅在高溫下作用得到金屬銅和氣體C，寫出該步驟發生反應的化學方程式

 

．該方法冶煉得到的銅往往含有少量氧化亞銅，請設計實驗方案檢驗銅中是否含有氧化亞銅：

 

．
③爐渣中的氧化鐵可用來制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）．K₂FeO₄是一種集氧化、吸附、絮凝、殺菌、脫嗅于一體，具有綠色、環保、高效等特點的新型水處理劑．研究發現K₂FeO₄的氧化性比KMnO₄、O₃還要強，在中性、酸性溶液中穩定性較差，在堿性溶液中穩定性較好．請寫出K₂FeO₄在強酸性溶液中釋放出氧氣的離子方程式

 

．K₂FeO₄之所以能用于凈水，除了能消毒外，另一個原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過共價鍵形成的共價化合物，1.07g紅褐色沉淀是氫氧化鐵，4.66g白色沉淀是硫酸鋇，根據樣品質量、鐵元素質量以及硫元素質量守恒來計算Cu元素的量，進而確定分子式；
（2）①二氧化硫溶于水得到亞硫酸，亞硫酸易被氧化為硫酸，可以和氯化鋇反應生成硫酸鋇；
②根據氧化亞銅和硫化亞銅高溫下的反應產物是金屬銅和二氧化硫來書寫方程式，根據Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O來檢驗氧化亞銅的存在即可；
③根據高鐵酸鉀的強氧化性，對應還原產物是三價鐵離子，并結合K₂FeO₄在強酸性溶液中釋放出氧氣的反應來書寫．

解答：解：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過共價鍵形成的共價化合物，電子式為：，A僅由Cu、Fe、S三種元素組成，樣品加入足量的濃硝酸充分溶解后過濾，得到的濾液中通入過量的氨氣銅離子和氨水反應生成的氫氧化銅會繼續溶解于氨水中，得到的深藍色物質是Cu（NH₃）₄²⁺，同時得到1.07g紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以鐵的物質的量是

1.07g

107g/mol

=0.01mol，在②的濾液中加入足量鹽酸再滴入足量氯化鋇溶液，最后得到4.66g白色沉淀即為硫酸鋇，所以含硫的物質的量是

4.66g

233g/mol

=0.02mol，根據樣品中A的質量是2.3g×80%=1.84g，所以含銅的物質的量是

1.84g-0.01mol×56g/mol-0.02mol×32g/mol

64g/mol

=0.01mol，原子的物質的量之比等于個數之比，所以A的分子式為：CuFeS₂，故答案為：；Cu（NH₃）₄²⁺；CuFeS₂；
（2）①根據題意知道：CuFeS₂和氧氣反應可以得到金屬Cu，同時也得到氣體二氧化硫和爐渣氧化鐵Fe₂O₃，二氧化硫溶于水中得到亞硫酸，但是亞硫酸與BaCl₂溶液不反應，當充分振蕩時，亞硫酸被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸與BaCl₂溶液作用生成BaSO₄白色沉淀，故答案為：亞硫酸與BaCl₂溶液不反應，當充分振蕩時，亞硫酸被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸與BaCl₂溶液作用生成BaSO₄白色沉淀；
②氧化亞銅和硫化亞銅高溫下的反應產物是金屬銅和二氧化硫，即2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

 6Cu+SO₂，根據提干信息：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，可以向固體中加入鹽酸，觀察溶液是否變藍來檢驗固體成分，故答案為：2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

 6Cu+SO₂；取少量樣品于小試管中，滴加稀鹽酸（稀硫酸），若溶液呈藍色，則含有Cu₂O；
（4）高鐵酸鉀的強氧化性，對應還原產物是三價鐵離子，在強酸性溶液中釋放出氧氣的反應為：4FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑，K₂FeO₄被還原成Fe³⁺后，三價鐵會水解產生Fe（OH）₃膠體，該膠體能夠吸附水中的懸浮物，達到凈化的目的，
故答案為：4FeO₄^2-+20H⁺=4Fe³⁺+10H₂O+3O₂↑；K₂FeO₄被還原成Fe³⁺后，產生Fe（OH）₃膠體，吸附水中的懸浮物，達到凈化的目的．

點評：本題涉及金屬元素以及化合物的性質知識，還考查學生有關物質組成和含量的測定等知識，屬于綜合知識的考查，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．