Question

3．某銅礦石，主要含有硫化亞銅（Cu₂S）及少量脈石（SiO₂）．把該銅礦石經過精選粉碎后，用來生產硝酸銅的工藝流程如圖1：

（1）寫出礦石與足量的FeCl₃溶液生成S單質時發(fā)生的離子方程式2Fe³⁺+S^2-=2Fe²⁺+S↓寫出操作2需要用到的玻璃儀器的名稱燒杯、漏斗、玻璃棒．
（2）為保證產物的純凈，需要對沉淀1進行洗滌，寫出洗滌的操作過程把固體放入過濾器的漏斗中，向漏斗中加入蒸餾水至浸沒固體，待水自然流出后，再重復2-3次．
（3）焙燒輝銅礦會產生大氣污染物SO₂，實驗室探究SO₂的性質，按如圖2裝置進行實驗．
實驗中，對于裝置B中溶液紅色褪為無色的現象，甲同學猜測是由于SO₂顯酸性引起的，乙同學猜測是由于SO₂有漂白性引起的．
①你認為甲的猜測正確，請設計簡單實驗證明．若向褪色的溶液中加入NaOH，溶液又變紅色，則甲正確．
②裝置C可證明SO₂具有還原性，則C中的溶液可選用KMnO₄ （填化學式），驗證SO₂具有還原性的實驗現象為溶液紫色褪去．
③該實驗剩余的SO₂需要吸收處理，在D處框內畫出尾氣處理裝置圖并指明所用試劑．

Answer 1

分析 鐵離子具有氧化性，可以將Cu⁺氧化為Cu²⁺、將S^2-氧化為S，過濾得到濾液1中含有CuCl₂、剩余的FeCl₃，得到的固體中含有S及SiO₂，固體中加入苯，過濾得到硫的苯溶液，礦渣為SiO₂，濾液水浴加熱回收硫單質及苯；
在濾液中1加入鐵，由于鐵具有還原性，鐵離子、銅離子具有氧化性，均可以與金屬鐵反應被還原，反應的離子反應方程式分別為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，再經過過濾，濾液2中溶質為FeCl₂，沉淀1含有Cu及剩余的Fe，與足量的稀硝酸反應得到硝酸銅、硝酸鐵，再加入CuO，調節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀而從溶液中除去，再過濾得到濾液3為硝酸銅溶液，最后通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到硝酸銅晶體；
（1）氯化鐵溶液具有氧化性，可以氧化硫離子為硫單質，氯化鐵被還原為氯化亞鐵，操作2是分離固體和溶液，實驗操作是過濾，據此選擇需要的玻璃儀器；
（2）依據沉淀洗滌的實驗裝置和步驟回答；
（3）①若甲猜想正確，是氫氧化鈉反應后酚酞褪色，設計簡單實驗證明為：若向褪色的溶液中加入NaOH，溶液又變紅色，則甲正確；若乙正確，是二氧化硫的漂白性具有選擇性和可逆性，設計的實驗為：若將褪色后的溶液加熱，溶液恢復紅色，則乙正確；
②可以利用二氧化硫的還原性與氧化性的KMnO₄溶液反應的現象設計判斷；
③二氧化硫酸性氣體尾氣用濃的氫氧化鈉吸收．

解答 解：（1）氯化鐵溶液具有氧化性，可以氧化硫離子為硫單質，氯化鐵被還原為氯化亞鐵，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+S^2-=2Fe²⁺+S↓，操作2是分離固體和溶液，實驗操作是過濾，據此選擇需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒，
故答案為：2Fe³⁺+S^2-=2Fe²⁺+S↓，漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）為保證產物的純凈，需要對沉淀1進行洗滌，需要的儀器是過濾器，洗滌的操作過程為：把固體放入過濾器的漏斗中，向漏斗中加入蒸餾水至浸沒固體，待水自然流出后，再重復2-3次，
故答案為：把固體放入過濾器的漏斗中，向漏斗中加入蒸餾水至浸沒固體，待水自然流出后，再重復2-3次；
（3）①實驗中，對于裝置B中溶液紅色褪為無色的現象，甲同學猜測是由于SO₂顯酸性引起的，乙同學猜測是由于SO₂有漂白性引起的，若甲猜想正確，設計簡單實驗證明為：若向褪色的溶液中加入NaOH，溶液又變紅色，則甲正確；若乙正確，設計的實驗為：若將褪色后的溶液加熱，溶液恢復紅色，則乙正確，
故答案為：甲；若向褪色的溶液中加入NaOH，溶液又變紅色，則甲正確；若乙正確，設計的實驗為：若將褪色后的溶液加熱，溶液恢復紅色，則乙正確；
②裝置C可證明SO₂具有還原性，可以利用二氧化硫的還原性與氧化性的KMnO₄溶液反應，證明，二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去證明二氧化硫具有還原性，
故答案為：KMnO₄；溶液紫色褪去；
③二氧化硫酸性氣體尾氣用濃的氫氧化鈉吸收，裝置為，故答案為：．

點評 本題考查了物質實驗制備過程，實驗設計和反應現象的分析應用，主要是物質性質的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．