2020年高考化学之考前抓大题01 化学工艺流程题(一)(解析版)

大题01 化学工艺流程题（一）
1．钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。

工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示：
（1）途径I碱浸时发生反应的化学反应方程式为________________________________________。

（2）途径II氧化时还有Na2SO4生成，则反应的离子方程式为_____________________________。

（3）已知途径I的钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40 mol/L，c(CO32-)=0.10mol/L。

由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时，需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。

当BaMoO4开始沉淀时，CO32-的去除率是____________[已知K sp(BaCO3)=1×10-9、K sp(BaMoO4)=4.0×10-8，忽略溶液的体积变化]。

（4）分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径I所产生的气体一起通入水中，得到正盐的化学式是__________________________。

（5）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。

常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图：
①当硫酸的浓度大于90%时，碳素钢腐蚀速率几乎为零，原因是________________________。

②若缓释剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L-1，则缓蚀效果最好时钼酸钠(M=206g/mol) 的物质的量浓度为__________________(计算结果保留3位有效数字)。

（6）二硫化钼用作电池的正极材料时接受Li+的嵌入，锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：
xLi+nMoS2Li x(MoS2)n。

则电池放电时正极的电极反应是：_____________________。

【答案】（1）MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑
（2）MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2 SO42-+3H2O
（3）90%
（4）(NH4)2CO3和(NH4)2SO3
（5）①常温下浓硫酸会使铁钝化②7.28×10-4mol/L
（6）nMoS2+xLi++xe-=Lix(MoS2)n
【解析】利用钼精矿(主要成分是MoS2)制备钼酸钠有两种途径：途径Ⅰ是先在空气中灼烧生成MnO3，同时得到对环境有污染的气体SO2，然后再用纯碱溶液溶解MnO3，即可得到钼酸钠溶液，最后结晶得到钼酸钠晶体；途径Ⅰ是直接用NaClO溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液，结晶后得到钼酸钠晶体。

（1）根据题给流程图分析途径I碱浸时，MoO3与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳和Na2MoO4，发生反应的化学方程式为：MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑；
（2）途径Ⅰ氧化时MoS2与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成Na2MoO4和硫酸钠，利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平，发生反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-====MoO42-+9Cl-+3H2O；
（3）BaMoO4开始沉淀时，溶液中钡离子的浓度为：c（Ba2+）=
8
4.010
0.4
-
⨯
=1×10-7mol/L，溶液中碳酸
根离子的浓度为：c（SO42-）=
9
7
110
110
-
-
⨯
⨯
=1×10-2mol/L，所以碳酸根离子的去除率为：1
2
110
0.1
-
⨯
-=1-10%=90%；
故CO32-的去除率是90%；
（4）钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应生成钼酸钠和氨气，将氨气与途径I所产生的尾气CO2、SO2一起通入水中，得到正盐的化学式是(NH4)2CO3、(NH4)2SO3；
（5）①浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化。

故当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零；
②根据图示可知，当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时，腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，
所以钼酸钠的浓度为：150mg•L-1，1L溶液中含有的钼酸钠物质的量为：
3
15010
206/
g
g mol
-
⨯
≈7.28×10-4mol，所以
钼酸钠溶液的物质的量浓度为：7.28×l0-4mol•L-1，故答案为7.28×l0-4mol•L-1；（6）根据锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：xLi+nMoS2Li x(MoS2)n，可知锂是还原剂，在负极发生氧化反应，负极反应
式为：xLi -xe -=xLi +，是氧化剂在正极发生还原反应，据此书写电池放电时的正极反应式：正极反应式为：nMoS 2+xLi ++xe -=Li x （MoS 2）n 。

2．硒是典型的半导体材料，在光照射下导电性可提高近千倍。

图1是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag 2Se 、Cu 单质)中提取硒、银的工艺流程图：
（1）为提高反应①的浸出速率，可采取的措施为______________(答出两条)。

（2）已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，写出该反应的离子方程式__________。

（3）反应②为Ag 2SO 4(s)＋2Cl －(aq)2AgCl(s)＋24SO -(aq)；常温下，Ag 2SO 4、AgCl 的饱和溶液中阳
离子和阴离子浓度关系如图2所示。

则Ag 2SO 4(s)＋2Cl －(aq)
2AgCl(s)＋24SO - (aq)的化学平衡常数的数量级为________。

（4）写出反应④的化学方程式________________________________________。

（5）室温下，H 2SeO 3水溶液中H 2SeO 3、3HSeO -、23SeO -
的物质的量分数随pH 的变化如图3所示，
则室温下H 2SeO 3的K a2＝________。

【答案】（1）加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等
（2）4AgCl ＋N 2H 4·H 2O ＋4OH －=4Ag ＋4Cl －＋N 2↑＋5H 2O (或4AgCl ＋N 2H 4＋4OH －=4Ag ＋4Cl －＋N 2↑＋4H 2O)
（3）1014
（4）H2SeO3＋2SO2＋H2O=2H2SO4＋Se↓(或H2SeO3＋2H2SO3=2H2SO4＋Se↓＋H2O)
（5）10－7.3
【解析】（1）根据外界条件对反应速率的影响，为了提高浸出速率，可以采取的措施有加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等；
（2）反应③中AgCl转化为Ag，Ag的化合价降低，则N2H4·H2O中N的化合价升高，结合题意知N2H4·H2O 转化为N2，反应的离子方程式为：4AgCl＋N2H4·H2O＋4OH－=4Ag＋4Cl－＋N2↑＋5H2O (或4AgCl＋N2H4＋4OH－=4Ag＋4Cl－＋N2↑＋4H2O)；
（3）根据题图2，可以计算出K sp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－5×10－4.75＝10－9.75，K sp(Ag2SO4)＝c2(Ag
＋)·c(SO)＝(10－2)2×10－1＝10－5。

该反应的平衡常数K＝
2
4
2 c SO c Cl
-
（）
（）
＝＝24
sp Ag SO
2
sp AgCl
k
k
（）
（）
＝
5
9.752
10
10
-
-
（）
＝1014.5＝100.5×1014，1<100.5<10，故该反应的化学平衡常数的数量级为1014；
（4）反应④为SO2和H2SeO3的反应，H2SeO3转化为Se，H2SeO3被还原，则SO2被氧化，SO2转化为H2SO4，根据得失电子守恒和原子守恒，配平化学方程式为：H2SeO3＋2SO2＋H2O=2H2SO4＋Se↓；
（5）根据题图3，可知pH＝7.30时，HSeO、SeO的物质的量分数相等，即c(HSeO)＝c(SeO)，则H2SeO3的K a2＝
2
3
3
c H c SeO
c HSeO
+-
-
⨯
（）（）
（）
＝c(H＋)＝10－7.3。

3．重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2（或写成FeO·Cr2O3），还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备，同时还可回收Cr。

其主要工业流程如图所示：
已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。

图1 图2
请回答下列问题：
（1）煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为______________________________。

（2）煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外，还含有_________（填化学式）。

（3）调节溶液的pH所选的试剂为__________________（填名称）。

（4）操作a的实验步骤为_________________________。

（5）加入Na2S溶液反应后，硫元素全部以S2O32－的形式存在，写出生成Cr(OH)3的离子方程式
__________________________________。

（6）采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7，其原理如图2所示。

①写出电极b的电极反应方程式：___________________________________。

②测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量，若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n，则此时Na2CrO4的转化率为____________。

（7）根据有关国家标准，含CrO42－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7mol·L－1 以下才能排放。

可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10－10]，再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol·L－1，废水处理后方能达到国家排放标准。

【答案】（1）4Fe(CrO2)2+7O2+8 Na2CO3=2 Fe2O3+8 Na2CrO4+8CO2
（2）Na2SiO3、NaAlO2
（3）稀硫酸
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）23H2O+6S2-+ 8CrO42-= 8Cr(OH)3↓+ 3S2O32－+22OH-。

（6）①2H2O-4e-=O2↑+4H+②(2-n)⨯100%；
（7）2.4×10－4
【解析】根据铬铁矿的主要成分判断煅烧后的产物，根据杂质的成分及除杂产生的滤渣Al(OH)3和
H2SiO3进行逆推，可知浸出液除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外，还含有Na2SiO3，NaAlO2。

根据电子守恒完成煅烧反应方程式；根据电池的正负极确定电解池的阴、阳极，根据氧化还原反应写电极反应方程式。

（1）铬铁矿主要成分Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质，加入纯碱和空气高温煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为：4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3=2 Fe2O3+8 Na2CrO4+8CO2；答案：4Fe(CrO2)2+7O2+8 Na2CO3=2 Fe2O3+8 Na2CrO4+8CO2。

（2）根据调节pH后产生滤渣Al(OH)3和H2SiO3.可知加入纯碱和空气高温煅烧后，再加水过滤，浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外应该还会有Na2SiO3、NaAlO2。

答案：Na2SiO3、NaAlO2。

（3）根据酸化产物有Na2SO4可知调节溶液的pH所选的试剂为稀硫酸。

答案：稀硫酸。

（4）由溶液通过操作a后混合物分离为液体a和固体a两部分，从液体a可以提取重铬酸钠晶体，则固体a为硫酸钠晶体，根据溶解度曲线可知，硫酸钠的溶解度在较高温度下较小，在较低温度下也较小，故可以蒸发浓缩得到硫酸钠的饱和溶液，再降温结晶析出硫酸钠晶体，所以操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；答案：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（5）加入Na2S溶液反应后，硫元素全部以S2O32－的形式存在，CrO42生成Cr(OH)3，的离子方程式：23H2O+6S2-+ 8CrO42-= 8Cr(OH)3↓+ 3S2O32－+22OH-。

答案：23H2O+6S2-+ 8CrO42-= 8Cr(OH)3↓+ 3S2O32－
+22OH-。

（6）①根据电池的正负极确定电解池b为阳极，电极反应方式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；答案：
2H2O-4e-=O2↑+4H+；
②电解制备Na2Cr2O7过程的总反应方程式为Na2CrO+H2O = Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2,↑设加入反应容器内的Na2CrO4为1mol，反应过程中有xmol Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，则阳极区剩余Na2CrO4为(1-x)mol，对应的n(Na)=2(1-x)，(1-x)mol，生成的Na2Cr2O7为x/2mol，对应的n(Na)=xmol，n(Cr)= xmol，根据：Na 与Cr的物质的量之比为n，计算得出x=2-d，转化率为(2-n)/1⨯100%=(2-n)⨯100%；答案：(2-n)⨯100%；
（7）国家标准含CrO42－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7mol·L－1，以下才能排放。

Ksp(BaCrO4)=，所以c(Ba2+)= Ksp(BaCrO4)/c(CrO42－)= 1.2×10－10/5.0×10－7=2.4×10－4；答案：2.4×10－4。

4．一种利用化肥中废催化剂(含CoO、Co、Al2O3及少量FeO)制取明矾和CoSO4粗产品的工艺流程如下：
已知：(i)相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示：
(Ⅰ)Al(OH)3在碱性条件下开始溶解时的pH为7.8，完全溶解时的pH为11。

回答下列问题：
（1）写出H2O2的电子式：___________。

（2）下列措施一定能提高步骤I中A13+和Co2+的浸取率的是___________(填标号)
a．将废催化剂粉磨为细颗粒
b．步骤I中的硫酸采用98%的浓硫酸
c．适当提高浸取时的温度
（3）步骤Ⅰ中，写出“氧化”过程中Fe2+被氧化的离子方程式：___________，若“氧化”后再“调节pH=3”，造成的后果是___________。

（4）步骤Ⅰ中加K2CO3应控制pH的范围为___________。

（5）测定CoSO4粗产品中钴的质量分数的步骤如下：准确称取ag产品，先经预处理，然后加入过量的冰乙酸，在加热煮沸下，缓慢滴加KNO2溶液直至过量，生成不溶于乙酸的K3[Co(NO2)6]，再经过滤、洗涤及干燥，称量沉淀的质量为bg。

①KNO2溶液氧化并沉淀Co2+的离子方程式为___________(已知KNO2被还原为NO)。

②粗产品中钴元素的质量分数为___________(Mr{K3[Co(NO2)6]}=452，列出计算式)。

【答案】（1）
（2）ac
（3）2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+Fe3+对双氧水的分解有催化作用，造成原料利用率低
（4）pH≥11
（5）①Co2++3K++7NO2-+2CH3COOH K3[Co(NO2)6] ↓+NO↑+ H2O+2CH3COO-②59
452
b
a
⨯100%
【解析】废催化剂(含CoO、Co、Al2O3及少量FeO)加入硫酸酸浸反应后得到浸取液，主要含有Co2+、Al3+、Fe2+、H+和SO42-等离子，调节溶液的pH=3，再加入H2O2，Fe2+被氧化为Fe3+并产生Fe(OH)3沉淀。

过滤后，滤液中加入K2CO3调节pH，生成Co(OH)2沉淀和KAlO2溶液，经过滤分离。

Co(OH)2沉淀加硫酸溶解经后续处理得到粗产品CoSO4，滤液加硫酸酸化得到硫酸铝钾溶液，经结晶得到明矾，以此分析解答。

（1）H2O2为共价化合物，两个氧原子共用一对电子，电子式为：，
因此，本题正确答案是：；
（2）a．将废催化剂粉磨为细颗粒，增大反应物的接触面积，能提高浸取率，故a正确；
b．该反应为H+参加的离子反应，98%的浓硫酸中的氢离子浓度极小，不利于酸浸，故b错误；
c．升高温度化学反应速率加快，所以适当提高浸取时的温度，能提高浸取率，故c正确。

因此，本题正确答案是：ac；
（3）Fe2+被氧化为Fe3+，pH=3时产生Fe(OH)3沉淀，离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+；Fe3+对双氧水的分解有催化作用，若“氧化”后再“调节pH=3”，会造成原料利用率低。

（4）由已知(i)可知，Co2+沉淀完全的pH为9.2，由已知(Ⅰ) 可知，Al(OH)3完全溶解时的pH为11，所以要分离出Al3+，应控制pH的范围为pH≥11，
（5）①KNO2将Co2+氧化为Co3+，并生成K3[Co(NO2)6] 沉淀，NO2-被还原为NO，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子方程式为Co2++3K++7NO2-+2CH3COOH K3[Co(NO2)6] ↓+NO↑+
H2O+2CH3COO-。

因此，本题正确答案是：Co2++3K++7NO2-+2CH3COOH K3[Co(NO2)6] ↓+NO↑+ H2O+2CH3COO-；
②bg K3[Co(NO2)6]中含Co元素的质量为bg×59 452
，
则粗产品中钴元素的质量分数为59
452
b
a
×100%，
5．FePO4是一种难溶于水的白色固体，可作金属防腐剂，也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。

实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如下图：
回答下列问题：
（1）“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是_________________________________。

（2）①洗涤FePO4沉淀的操作是__________________________________________________。

②若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色，则“FePO4”最可能混有的杂质是___________。

（3）“反应1”时总反应的离子方程式是：_________________________________。

（4）“反应2”时总反应的化学方程式是：2LiOH+6H2C2O4+2FePO4=2LiFePO4+ 7CO2+ 5X+7H2O，其中
X的化学式为___________；每生成1 mol LiFePO4，该反应转移___________mole－。

（5）LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是：LiFePO4+C6Li1- x FePO4+Li x C6，其放电时工作原理如图所示。

则：
充电时，a极的电极名称为___________；放电时，b极的电极反应式为：_______________________。

【答案】（1）防止后续反应中消耗NaOH，浪费原料
（2）①向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次②Fe(OH)3
（3）2 Fe2+ + ClO－+ 2H3PO4 + 4 OH－=2FePO4↓+ Cl－+ 5H2O
（4）CO 3.5
（5）阴极Li1－x FePO4 + xLi+ + xe－=LiFePO4
【解析】（1）为了防止后续反应中消耗过多的NaOH，浪费原料，故“溶解”时H3PO4不宜过量太多；
（2）①洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次；
②Fe(OH)3是一种红褐色的固体，若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色，则“FePO4”最可能混有的杂质是Fe(OH)3；
（3）“反应1”时亚铁离子被次氯酸钠氧化，碱性条件下铁离子与磷酸根离子反应产生磷酸铁沉淀，总
反应的离子方程式是2 Fe2+ + ClO﹣+ 2H3PO4 + 4 OH﹣=2FePO4↓+ Cl﹣+ 5 H2O；
（4）根据质量守恒可知，反应2LiOH + 6H2C2O4 + 2FePO4=2LiFePO4 + 7CO2 + 5X +7H2O右边还少了5个C、5个O，X的计量数为5，则X的化学式为CO；反应中碳元素由+3价降为+2价、铁元素由+3价降
为+2价；碳元素由+3价升为+4价，根据氧化还原反应原理，每生成2molLiFePO4，则生成7mol CO2，转
移7mole-，故每生成1molLiFePO4，该反应转移3.5mole-；
（5）原电池中阳离子向正极移动，锂离子向电极b移动，则电极b为正极，充电时b电极为阳极、a
为阴极；
放电时，正极b极上Li1﹣x FePO4得电子产生LiFePO4，电极反应式为Li1﹣x FePO4 + xLi+ + xe﹣=LiFePO4。

6．某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO42－的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3，设计出如下实验流程：
回答下列问题：
（1）加入双氧水的目的是______________________。

（2）第一次调pH使Fe3+完全沉淀，写出反应的离子方程式______________________。

（3）第二次调pH前，科研小组成员分析此时的溶液，得到相关数据见下表(表中金属离子沉淀完全时，其浓度为1×10－5mol/L)。

为防止Mn2+也同时沉淀造成产品不纯，最终选择将溶液的pH控制为7，则此时溶液中Zn2+的沉淀率为___________，利用滤渣Ⅰ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的___________(以物质的化学式表示)。

（4）已知常温下，K sp(MnS)=3.0×10－14、K sp(ZnS)=1.5×10－24。

在除锌时发生沉淀转化反应为：
MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=___________。

（5）沉锰反应在酸性条件下完成，写出该反应的离子方程式______________________。

【答案】（1）将Fe2+氧化为Fe3+
（2）Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
（3）99% Fe2O3
（4）2×1010
（5）Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+
【解析】本题考查了Fe3+和Fe2+相关性质、调节pH在物质分离提纯中的作用、以及平衡常数的计算方法。

（1）加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
（2）第一次调pH使Fe3+完全沉淀，其反应的离子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
（3）pH控制为7，c(H+)=10-7；c(OH-)=10-7，c(Zn2+)= K sp/ c2(OH-)=1.2×10-3，（1.2×10-3）/1.2 ×100%=10%，Zn2+的沉淀率=1-10% = 99% 。

第一次调pH使Fe3+完全沉淀时，有及其少量的Fe3+存在，所以利用滤渣Ⅰ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的Fe2O3。

（4）、MnS(s)= Mn2+(aq)+ S2-(aq) K sp(MnS)=3.0×10－14、ZnS(s)= Zn2+(aq) + S2-(aq) K sp(ZnS)=1.5×10－24，在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=3.0×10－
14/1.5×1024=2×1010
（5）、沉锰反应在酸性条件下完成，由生成物为MnO2可知Mn化合价升高，则S化合价下降，根据得失电子守恒配平反应为Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+。

7．氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石（含CuFeS2、Cu2S等）为原料
制取Cu2O的工艺流程如下：
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
（1）炉气中的有害气体成分是__________，Cu2S与O2反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
__________。

（2）若试剂X是H2O2溶液，写出相应反应的离子方程式：__________。

并写出H2O2的电子式__________，Fe（铁）在元素周期表中的位置：__________；当试剂X是__________时，更有利于降低生产成本。

（3）加入试剂Y调pH时，pH的调控范围是__________。

（4）操作X包括__________、洗涤、烘干，其中烘干时要隔绝空气，其目的是__________。

（5）以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，写出阳极上生成Cu2O的电极反应式：__________。

【答案】（1）SO22∶1
（2）232222Fe
2H H O 2Fe 2H O +
++++=+
第四周期第Ⅰ族 空气或氧气
（3）3.7pH 4.8≤<
（4）过滤 防止2Cu O 被空气中氧气氧化
（5）222Cu 2e 2OH Cu O H O --
-+=+
【解析】根据流程：硫化铜矿石(含 CuFeS 2、Cu 2S 等)预处理后与氧气焙烧：2CuFeS 2+4O 2Cu 2S+3SO 2+2FeO 、Cu 2S+2O 2
2CuO+SO 2，部分FeO 被氧化为Fe 2O 3，得到相应的金属氧化物和二氧化
硫气体，加入稀硫酸溶解金属氧化物，得到含有Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+的酸性溶液，加入试剂X 将Fe 2+氧化为Fe 3+，加入试剂Y 调节pH 沉淀Fe 3+，过滤，向滤液中加入KOH ，用N 2H 4还原，反应为：
4CuSO 4+N 2H 4+8KOH 2Cu 2O+N 2↑+4KSO 4+6H 2O ，过滤，洗涤、隔绝空气烘干，制得Cu 2O ，据此分析解答。

（1）根据流程，矿石与氧气得到金属氧化物和SO 2；Cu 2S 与O 2反应为Cu 2S+2O 2
2CuO+SO 2，氧
化剂为氧气，还原剂为Cu 2S ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，故答案为：SO 2；2∶1；
（2）若试剂X 是H 2O 2溶液，将Fe 2+氧化为Fe 3+，离子反应为：2Fe 2++2H ++H 2O 2=2Fe 3++2H 2O ；H 2O 2的电子式为
，Fe(铁)为26号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅰ族；酸性条件下，氧气也可
将Fe 2+氧化为Fe 3+，而氧气或空气价格远低于过氧化氢，故可用氧气或空气替代，故答案为：2Fe 2++2H ++H 2O 2=2Fe 3++2H 2O ；
；第四周期第Ⅰ族；空气或氧气；
（3）加入试剂Y 的目的是：调节pH 完全沉淀Fe 3+，但不沉淀Cu 2+，根据表中数据可知，pH 范围为：3.7≤pH ＜4.8，故答案为：3.7≤pH ＜4.8；
（4）操作X 为过滤，滤渣经洗涤、烘干，制得Cu 2O ；因为Cu 2O 具有较强的还原性，在加热条件下易被空气氧化，故烘干过程要隔绝空气，故答案为：过滤；防止生成的Cu 2O 被空气氧化；
（5）以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu 2O ，阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cu -2e -+2OH -=Cu 2O+H 2O ，故答案为：2Cu -2e -+2OH -=Cu 2O+H 2O 。