Question

黃銅礦(CuFeS₂)是制取銅及其化合物的主要原料之一。其中爐渣的主要成分 是FeO、Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃。各物質有如下轉化關系,請回答：

（1）寫出能證明SO₂具有氧化性且現象明顯的化學方程式________________。
（2）用NaOH溶液吸收SO₂所得NaHSO₃溶液pH＜7，則該溶液中存在離子的物質的量濃度由大到小的順序是________。
（3）寫出Cu₂S熔煉制取粗銅的化學方程式________________________
（4）廢電解液中常含有Pb²⁺、Zn²⁺，向廢電解液中加入Na₂S溶液，當有PbS和ZnS沉淀時，_C(Zn²⁺): _C(Pb²⁺)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10^－28mol²·L^－2、Ksp(ZnS)＝1.6×10^－24mol²·L^－2）]
（5）寫出證明溶液I中含有Fe²⁺的實驗過程________________。
（6）Na₂FeO₄能殺菌凈水的原因是________________。
（7）Na₂FeO₄和Zn可以組成堿性電池，其反應式為:3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O＝3Zn(OH)₂+2Fe(OH)+4OH^-。請寫出放電時正極電極反應式________________。

Answer 1

（每空2分，共14分）（1）SO₂+2H₂S＝3S↓+2H₂O （2）c(Na⁺)＞c(HSO₃^-)＞c(H⁺)＞c(SO₃^2-)＞c(OH^-)
（3）Cu₂S+O₂2Cu+SO₂  （4）×10⁴  
（5）取溶液I少許于試管中，然后滴加少量酸性KMnO₄溶液，紫紅色褪去，證明有Fe²⁺。
（6）Na₂FeO₄是強氧化劑能殺菌。在水中變成Fe³⁺，Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃膠體能凈水。（每個要點各占1分，共2分）  （7）2FeO₄^2-+6e^－+8H₂O＝2Fe(OH)₃+10OH^－

解析試題分析：（1）氧化劑在反應中得到電子，化合價降低。二氧化硫與硫化氫的水溶液發生反應生成單質硫沉淀，SO₂體現了氧化性且現象明顯，反應的化學方程式是SO₂+2H₂S＝3S↓+2H₂O。
（2）NaHSO₃溶液中亞硫酸氫根離子無論電離還是水解都是較微弱的，NaHSO₃溶液呈酸性，說明亞硫酸氫根離子的水解程度小于其電離程度，因此溶液中離子濃度大小順序是c(Na⁺)＞c(HSO₃^-)＞c(H⁺)＞c(SO₃^2-)＞c(OH^-)。
（3）工業上可用Cu₂S和O₂反應制取粗銅，在反應中銅元素化合價由＋1價降低到0價，得到1個電子。氧元素化合價由0價降低到－2價，得到2個電子。硫元素化合價由－2價升高到＋4價，失去6個電子。因此根據電子的得失守恒可知發生反應的氧化還原反應為Cu₂S+O₂2Cu+SO₂。
（4）當有PbS和ZnS沉淀時，溶液中c(S^2－)相同，則溶液中=＝＝＝×10⁴。
（5）亞鐵離子具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，據此可以檢驗亞鐵離子。因此正確的操作是取溶液I少許于試管中，然后滴加少量酸性KMnO₄溶液，紫紅色褪去，證明有Fe²⁺。
（6）Na₂FeO₄是可溶于水的強氧化劑，在水中有殺菌消毒的作用，其還原產物是Fe³⁺。鐵離子水解生成Fe(OH)₃膠體，Fe(OH)₃膠體能吸附水中的懸浮的固體顆粒，從而達到凈水的目的。
（7）原電池中負極失去電子，發生氧化反應。正極得到電子，發生還原反應。所以根據總反應式可知，FeO₄^2-得到電子，做氧化劑，所以正極電極反應式為：FeO₄^2-+3e^－+4H₂O＝Fe(OH)₃+5OH^－。
考點：考查二氧化硫的化學性質；難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化；氧化還原反應方程式的書寫；亞鐵離子的檢驗；高碳酸鹽的性質與用途；電極反應式的書寫等