黄铜矿（CuFeS2）是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏，常含微量的金、银等．右图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红（氧化铁）颜料的工艺流程图：（1）CuFeS2中，Fe的化合价为．（2）写

Question

黄铜矿（CuFeS₂）是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏，常含微量的金、银等．右图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红（氧化铁）颜料的工艺流程图：

（1）CuFeS₂中，Fe的化合价为___．
（2）写出“反应Ⅰ”的离子方程式___，该反应的氧化剂是___．
（3）CuCl难溶于水，但可与过量的Cl^-反应生成溶于水的[CuCl₂]^-．该反应的离子方程式为___．
（4）反应Ⅰ～V五个反应中属于非氧化还原反应的是反应___（选填“Ⅰ～V”）．
（5）已知Cu⁺在反应V中发生自身氧化还原反应，歧化为C u²⁺和Cu，由此可推知“溶液A”中的溶质为___（写出化学式）．
（6）在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为___
（7）将一定量的铁红溶于160mL 5mol•L^-1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe³⁺，则参加反应的铁粉的质量为___．

Answer 1

氯化铁具有氧化性，能氧化黄铜矿，根据产物知反应I为CuFeS₂+3Fe³⁺+Cl^-=4Fe²⁺+CuCl↓+2S↓，然后过滤得到固体CuCl和S和滤液，向滤液中加入碳酸钠发生反应II，发生的离子反应方程式为Fe²⁺+CO₃^2-=FeCO₃↓，过滤得到FeCO₃，在空气中灼烧FeCO₃得到氧化铁，反应III为4FeCO₃+O₂(△.)/()2Fe₂O₃+4CO₂；
向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，发生反应IV为Cl^-+CuCl=[CuCl₂]^-，过滤得到Na[CuCl₂]，再加入水发生反应V生成Cu和溶液A，Cu⁺在反应V中发生自身氧化还原反应，歧化为C u²⁺和Cu，则A为CuCl₂、NaCl，
（1）CuFeS₂中S为-2价、Cu为+2价，Fe的化合价为+2价，故答案为：+2；
（2）反应I的离子方程式为CuFeS₂+3Fe³⁺+Cl^-=4Fe²⁺+CuCl↓+2S↓，该反应中FeCl₃、CuFeS₂都得电子，所以CuFeS₂、FeCl₃都作氧化剂，
故答案为：CuFeS₂+3Fe³⁺+Cl^-=4Fe²⁺+CuCl↓+2S↓；CuFeS₂、FeCl₃；
（3）该反应离子方程式为Cl^-+CuCl=[CuCl₂]^-，故答案为：Cl^-+CuCl=[CuCl₂]^-；
 （4）这些反应中只有II和IV为非氧化还原反应，故答案为：Ⅱ、Ⅳ；
（5）反应Ⅴ为Na[CuCl₂]和H₂O的反应，根据题给信息知生成物是Cu、NaCl和CuCl₂，所得的溶液中的溶质是CuCl₂、NaCl，故答案为：CuCl₂、NaCl；
 （6）在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，则应有硫酸参加反应，且生成硫酸铜，硫酸铁和水，反应的方程式为4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，离子反应方程式为：4CuFeS₂+4H⁺+17O₂=4Cu²⁺+4Fe³⁺+8SO₄^2-+2H₂O，
故答案为：4CuFeS₂+4H⁺+17O₂=4Cu²⁺+4Fe³⁺+8SO₄^2-+2H₂O；
（7）氢气的物质的量为 (2.24L)/(22.4L/mol)=0.1mol，
Fe～～～～2HCl～～～H₂，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根据氯原子守恒，所以氯化铁的物质的量为(1)/(2)×（0.16L×5mol/L-0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl₃
0.1mol 0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案为：11.2g．