《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18.用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS₂)冶炼铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS₂ + 3CuCl₂ $\xlongequal[\space \space ]{\space \space }$4CuCl + FeCl₂ + 2S。
　(1)浸取时，若改用FeCl₃溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为______________________________。
　(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl₂，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为________。
　(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是________(填离子符号)。
　(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有__________________，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl₂的物质的量为________。
　(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS₂ + 13O₂ $\xlongequal{高温}$3Cu₂S + 2Fe₃O₄ + 9SO₂、Cu₂S + O₂ $\xlongequal{高温}$2Cu + SO₂，此工艺与前一工艺相比主要缺点有____________________。

答案：
(1)CuFeS₂ + 3FeCl₃ = CuCl + 4FeCl₂ + 2S
(2)Fe₂O₃
(3)Cu²⁺
(4)HCl和CuCl₂ 0.5mol
(5)会产生污染环境的气体SO₂(或能耗高等，答案合理即可)
解析:
(2)FeCl₂溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe²⁺水解且被氧化，最终得到Fe₂O₃固体。
(3)[CuCl₂]⁻中铜显+1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu²⁺。
(4)结合
(3)分析可知滤液中有CuCl₂及过量的盐酸。由已知反应知1mol CuFeS₂溶解需要3mol CuCl₂，生成4mol CuCl，4mol CuCl最终歧化生成2mol Cu和2mol CuCl₂，此时还需要补充1mol CuCl₂，则生成1mol Cu需要补充0.5mol CuCl₂。
(5)高温需要消耗能量，生成的SO₂会污染大气。

19.(2024·江苏扬州模拟)铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1 857 ℃。
　(1)工业上以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO₂)₂]为原料冶炼铬的流程如图所示。

　①Fe(CrO₂)₂中各元素化合价均为整数，则铬为________价。
　②高温氧化时反应的化学方程式为________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　
　③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是________、铝热反应。
　(2)Cr(OH)₃是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH溶液、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式：________、________。
　(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理，转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrₓFeᵧOₙ)：先向含CrO₄²⁻的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe²⁺)并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
　①写出CrO₄²⁻在酸性条件下被Fe²⁺还原为Cr³⁺的离子方程式：______________________________。
　②若处理含1 mol CrO₄²⁻(不考虑其他含铬粒子)的污水时恰好消耗10 mol FeSO₄，则当铁铬氧体中n(Fe²⁺)∶n(Fe³⁺)=3∶2时，铁铬氧体的化学式为____________________。

答案：
(1)①+3 ②4Fe(CrO₂)₂ + 7O₂ + 8Na₂CO₃$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Fe₂O₃ + 8Na₂CrO₄ + 8CO₂ ③分解反应[或灼烧使Cr(OH)₃分解]
(2)Na[Cr(OH)₄] Cr₂(SO₄)₃
(3)①3Fe²⁺ + CrO₄²⁻ + 8H⁺ = 3Fe³⁺ + Cr³⁺ + 4H₂O
②Cr₂Fe₂₀O₂₇
解析:
(1)①根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为0分析解答。②根据流程确定反应物和生成物，用化合价升降法书写化学方程式。
(2)模仿Al(OH)₃与NaOH溶液、稀硫酸的反应确定生成物。
(3)①酸性条件下CrO₄²⁻被Fe²⁺还原为Cr³⁺，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，反应可写成Fe²⁺ + CrO₄²⁻ + H⁺→Fe³⁺ + Cr³⁺ + H₂O，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平方程式。②根据Fe守恒，铁铬氧体中n(Fe²⁺) = 10mol×$\frac{3}{5}$ = 6mol，n(Fe³⁺) = 10mol×$\frac{2}{5}$ = 4mol，根据Cr守恒，铁铬氧体中n(Cr³⁺) = n(CrO₄²⁻) = 1mol，根据电荷守恒，铁铬氧体中n(O²⁻) = $\frac{2×6mol + 3×4mol + 3×1mol}{2}$ = 13.5mol，铁铬氧体中n(Cr)∶n(Fe)∶n(O) = 1mol∶10mol∶13.5mol = 2∶20∶27，铁铬氧体的化学式为Cr₂Fe₂₀O₂₇。