铜、铁都是变价元素，它们都能形成多种化合物，如氧化物、硫化物、卤化物、配合物，还有含氧酸盐等等．现

Question

铜、铁都是变价元素，它们都能形成多种化合物，如氧化物、硫化物、卤化物、配合物，还有含氧酸盐等等．现代工业炼铜主要以黄铜矿为原料．某黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为8：7，X的摩尔质量为368g?mol-1．取一定质量的X粉末溶于足量浓硝酸（假设还原产物只有NO2），将反应后的溶液加水稀释至1L，再将稀释后的溶液分成两等份：向其中一份加入足量稀NaOH溶液，搅拌，过滤、洗涤、灼烧，得粉末4.8g；向另一份溶液中加入足量Ba（NO3）2溶液，得沉淀13.98g．（1）X的化学式______．下列物质中属于复盐的是______A．Na3AlF6 B．KAl（SO4）2?12H2OC．Ca（NO3）Cl D．（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O（2）X溶于浓硝酸的离子方程式______（3）以黄铜矿为原料，采用火法炼铜所得粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，要得到高纯铜，需进行电解精炼．上述粗铜电解精炼时阳极发生的电极反应有______．（4）混合溶液中的Cu2+和Fe3+可以采用纸层析法分离．氨熏显色时，Cu2+与足量氨水发生反应的离子方程式______（5）CuCl2易溶于水，也易溶于一些有机溶剂，如乙醇或丙酮，说明CuCl2具有较强的共价性．研究表明，无水CuCl2为无限长链的聚合物结构．每个Cu原子处于4个Cl原子形成的正方形的中心．画出它的长链结构片段（含3个Cu原子的片段）______（6）红砖含有氧化铁，青砖含有氧化亚铁或四氧化三铁．瓷器外面都有一层釉，随着铁元素含量的增加，釉的颜色加深．设计实验验证某种青瓷釉中含有四氧化三铁______．

Answer 1

（1）Cu、Fe两种元素的质量比为8：7，则X中：n（Cu）：n（Fe）=

8

64

：

7

56

=1：1，设每等份溶液中含有铜离子、铁离子的物质的量为x，向其中一份加入足量稀NaOH溶液，搅拌，过滤、洗涤、灼烧，得粉末4.8g，4.8g为氧化铁、氧化铜的混合物，根据质量守恒可得：80x+

1

2

x×160=4.8，解得x=0.03mol，即n（Cu）=n（Fe）=0.03mol；
向另一份溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，得沉淀13.98g，沉淀为硫酸钡，根据质量守恒，则n（S）=n（BaSO₄）=

13.98g

233g/mol

=0.06mol，
该黄铜矿中Cu、Fe、S的物质的量之比为：0.03mol：0.03mol：0.06mol=1：1：2，最简式为：CuFeS₂，设X的化学式为：（CuFeS₂）_n，则（64+56+32×2）×n=368，解得：n=2，故X的化学式为Cu₂Fe₂S₄；
A．复盐可以电离出两种金属离子（包括铵根离子），冰晶石电离出的是钠离子和六氟合铝酸根离子，化学式[AlF₆]^3-，带三个负电荷，不符合复盐的特点，故A错误；
B．KAl（SO₄）₂?12H₂O溶于水电离出钾离子和铝离子，所以明矾为复盐，故B正确；
C．Ca（NO₃）Cl溶于水电离出的阳离子只有钙离子，不满足复盐的特点，故C错误；
D．（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O溶于水能够电离出铵根离子和铁离子，满足复盐的特点，故D正确；
故答案为：Cu₂Fe₂S₄或 Cu₂S?Fe₂S₃；BD；
（2）根据计算可知，X的化学式为：Cu₂Fe₂S₄，Cu₂Fe₂S₄与浓硝酸反应生成铁离子、铜离子、硫酸根离子、二氧化氮气体和水，反应的离子方程式为：Cu₂Fe₂S₄+36H⁺+34NO₃^-=2Cu²⁺+2Fe³⁺+4SO₄^2-+34NO₂↑+18H₂O，
故答案为：Cu₂Fe₂S₄+36H⁺+34NO₃^-=2Cu²⁺+2Fe³⁺+4SO₄^2-+34NO₂↑+18H₂O；
（3）杂质铁优先放电生成亚铁离子：Fe-2e^-=Fe²⁺，然后铜放电生成铜离子：Cu-2e^-=Cu²⁺，而Ag、Au的活泼性小于铜，电解过程中不放电，沉淀下来变成电解泥，
故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺、Fe-2e^-=Fe²⁺；
（4）Cu²⁺与少量氨水反应生成氢氧化铜沉淀，当氨水过量时，氢氧化铜沉淀溶解，所以铜离子与过量氨水反应的离子方程式为：Cu²⁺+4NH₃?H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+4H₂O，
故答案为：Cu²⁺+4NH₃?H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+4H₂O；
（5）CuCl₂具有较强的共价性，无水CuCl₂为无限长链的聚合物结构，每个Cu原子处于4个Cl原子形成的正方形的中心，则它的长链结构片段（含3个Cu原子的片段）为：，故答案为：；

（6）验证某种青瓷釉中含有四氧化三铁，可以分别检验亚铁离子和铁离子即可，方法为：取少量青瓷釉样品于研钵研碎，转移到小烧杯，加入盐酸溶解，静置；取两份上层清液于试管，一份中加入KSCN溶液，出现红色，说明有Fe³⁺；另一份加入酸性KMnO₄溶液，紫红色褪去，说明含有Fe²⁺，
故答案为：取少量青瓷釉样品于研钵研碎，转移到小烧杯，加入盐酸溶解，静置；取两份上层清液于试管，一份中加入KSCN溶液，出现红色，说明有Fe³⁺；另一份加入酸性KMnO₄溶液，紫红色褪去，说明含有Fe²⁺．