Question

黃銅礦CuFeS₂可用于冶煉銅，冶煉原理為：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂=2Cu+2FeSiO₃+4SO₂．
（1）黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣中主要含F(xiàn)e₂O₃、FeSiO₃、SiO₂、Al₂O₃等，請(qǐng)完成以下驗(yàn)證爐渣中含有+2價(jià)的鐵的探究過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題：
僅限選擇的試劑有：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、碘水
①應(yīng)選用試劑為

 

．
②有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

．
（2）據(jù)報(bào)道，有一種叫Thibacillus  Ferroxidans的細(xì)菌在氧氣存在下，酸性溶液中，將黃銅礦CuFeS₂氧化成硫酸鹽：4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．利用反應(yīng)后的溶液，按如圖所示流程可制備膽礬（CuSO₄?5H₂O）：

①操作a的名稱(chēng)是

 

，操作b的操作方法是

 

．
②檢驗(yàn)溶液B中Fe³⁺是否被除盡的試劑是

 

，證明Fe³⁺已被除盡的現(xiàn)象是

 

．
③在實(shí)驗(yàn)室中，設(shè)計(jì)兩個(gè)原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅（要求：一種方案只用一個(gè)反應(yīng)來(lái)完成）．寫(xiě)出兩種方案的化學(xué)方程式：
方案一：

 

；
方案二：

 

．

Answer 1

分析：（1）①亞鐵離子能被高錳酸鉀溶液氧化，高錳酸鉀溶液被亞鐵離子還原溶液褪色；
②選擇硫酸和高錳酸鉀溶液，可以和亞鐵離子反應(yīng)溶液褪色；
（2）①依據(jù)流程分析，操作a是得到氫氧化鐵沉淀和溶液B，說(shuō)明是過(guò)濾操作；操作b是溶液中得到晶體的方法，利用濃縮溶液結(jié)晶析出；
②依據(jù)鐵離子的性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，鐵離子遇到硫氰酸鉀溶液變紅色，若無(wú)紅色出現(xiàn)這么鐵離子除凈；
③溶液B為硫酸銅溶液，可以加入鐵粉置換銅得到，也可以通過(guò)電解硫酸銅溶液得到；

解答：解：（1）①高錳酸鉀溶液酸性溶液中能氧化亞鐵離子，使得高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：①稀硫酸、KMnO₄溶液；②稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO₄ 溶液褪色；
（2）①流程中操作a是通過(guò)過(guò)濾的方法得到氫氧化鐵沉淀和濾液B，濾液B是硫酸銅溶液，操作b是溶液中得到CuSO₄?5H₂O晶體的實(shí)驗(yàn)方法，溶液中得到溶質(zhì)晶體可以加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得到；
故答案為：過(guò)濾；  蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
②檢驗(yàn)溶液B中Fe³⁺是否被除盡的試劑是KSCN溶液，加入KSCN溶液若變紅證明含有鐵離子，若加入后溶液不變紅證明不含鐵離子；
故答案為：KSCN溶液；溶液不變紅；
③硫酸銅溶液得到金屬銅的方法，可以加入鐵粉置換銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；也可以惰性電極通電電解硫酸銅溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
故答案為：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和反應(yīng)現(xiàn)象判斷，實(shí)驗(yàn)流程的正確判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．