【題目】某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2,工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如圖:
已知:①Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下表所示:
沉淀物 | Cu(OH)2 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
開始沉淀pH | 5.4 | 4.0 | 2.7 | 5.8 |
沉淀完全pH | 6.7 | 5.2 | 3.7 | 8.8 |
(1)為了加快反應(yīng)Ⅰ的速率,可以采取的措施是__(任寫1條)。
(2)固體混合物A中的成分是__。
(3)反應(yīng)Ⅰ完成后,鐵元素的存在形式為__(填離子符號);檢驗(yàn)該離子常用的方法之一是:取少量含該離子的溶液于試管中,滴加幾滴鐵氰化鉀溶液,會產(chǎn)生沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式__。
(4)操作1主要包括:__、__、__。洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗,而用冰水洗滌。原因是__。
(5)用NaClO調(diào)pH可以生成沉淀B,利用題中所給信息分析沉淀B為__,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。
(6)用NaOH調(diào)pH可以生成沉淀C,利用題中所給信息分析y的范圍為__。
【答案】適當(dāng)升高溫度;不斷攪拌;將礦渣粉碎;適當(dāng)增大硫酸的濃度等 SiO2、Cu Fe2+ 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾 冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以減少晶體的損失 Fe(OH)3 1:2 5.2~5.4或5.2≤pH<5.4
【解析】
某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2,加入稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)I:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Cu+ Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4,SiO2與稀硫酸不反應(yīng),經(jīng)過濾得到的固體混合物A中含SiO2、Cu,濾液中含CuSO4、Al2(SO4)3、FeSO4;根據(jù)部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH,濾液中加入NaClO并調(diào)pH=x將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,再加入NaOH調(diào)pH=y使Al3+轉(zhuǎn)化成Al(OH)3沉淀;此時(shí)得到的濾液為CuSO4溶液,硫酸銅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品;據(jù)此分析結(jié)合相關(guān)知識解答。
(1)根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,為了加快反應(yīng)Ⅰ的速率,可以采取的措施是:適當(dāng)升高溫度、不斷攪拌、將礦渣粉碎、適當(dāng)增大硫酸的濃度等。
(2)礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2,根據(jù)題給已知①和固體A為混合物,加入稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)I:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Cu+ Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4,SiO2屬于酸性氧化物、與稀硫酸不反應(yīng),則經(jīng)過濾得到的固體混合物A的成分是SiO2、Cu。
(3)根據(jù)上述分析,固體混合物A中有Cu,則反應(yīng)Ⅰ完成后,鐵元素的存在形式為Fe2+;用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)Fe2+產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓。
(4)操作1為從CuSO4溶液中獲得CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品,主要包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌;洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗,而用冰水洗滌,原因是:冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以減少晶體的損失。
(5)根據(jù)分析,用NaClO調(diào)節(jié)pH可以生成沉淀B,由于NaClO具有強(qiáng)氧化性,Fe2+具有還原性,所以沉淀B為Fe(OH)3;該反應(yīng)中Fe元素的化合價(jià)由+2價(jià)升至+3價(jià),Fe2+為還原劑,NaClO為氧化劑,Cl元素的化合價(jià)由+1價(jià)降至-1價(jià),根據(jù)得失電子守恒,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2。
(6)根據(jù)分析,用NaOH調(diào)pH是使Al3+完全沉淀而除去、而Cu2+不形成沉淀,根據(jù)部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH,y的范圍為5.2≤pH<5.4。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工廠排放的工業(yè)廢水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,為了減少環(huán)境污染,變廢為寶,利用廢鐵屑和其它化學(xué)試劑進(jìn)行如下操作,得到了Fe2O3、Al2O3和金屬Cu。
請回答:
(1)固體A的成分是____________(用化學(xué)式表示)。
(2)溶液B→沉淀F的現(xiàn)象是_______________,用化學(xué)方程式表示沉淀產(chǎn)生此現(xiàn)象的原理_______。
(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:反應(yīng)①中Fe3+發(fā)生的反應(yīng):_____________,D→E:__________。
(4)小明認(rèn)為由溶液B→溶液D的過程并不符合綠色化學(xué),所以將氯水換成了H2O2溶液,在該轉(zhuǎn)化過程中若轉(zhuǎn)移2mol 電子,則消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液的質(zhì)量為________g(精確到0.1g)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C分別是三種常見金屬單質(zhì),其中B的氧化物和氫氧化物都是兩性化合物。A、B、C和氣體甲、乙、丙及物質(zhì)D、E、F、G、H,它們之間能發(fā)生如下反應(yīng)(圖中有些反應(yīng)的產(chǎn)物和反應(yīng)的條件沒有全部標(biāo)出)。
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:D_______,乙_____。
(2)在反應(yīng)①-⑥中,不屬于氧化還原反應(yīng)的是__________。
(3)檢驗(yàn)溶液G中陽離子的試劑為____________(填化學(xué)式),現(xiàn)象為_____________。
(4)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:反應(yīng)③:____________,氣體乙與D物質(zhì)溶液反應(yīng):________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體{Ka[Fe(C2O4)b]·cH2O}易溶于水,難溶于乙醇,110 ℃可完全失去結(jié)晶水,是制備某些鐵觸媒的主要原料。實(shí)驗(yàn)室通過下列方法制備Ka[Fe(C2O4)b]·cH2O并測定其組成:
Ⅰ.草酸合鐵酸鉀晶體的制備
(1)“轉(zhuǎn)化”過程中若條件控制不當(dāng),會發(fā)生H2O2氧化H2C2O4的副反應(yīng),寫出該副反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________。
(2)“操作X”中加入乙醇的目的是_______________________。
Ⅱ. 草酸合鐵酸鉀組成的測定
步驟1:準(zhǔn)確稱取兩份質(zhì)量均為0.4910 g的草酸合鐵酸鉀樣品。
步驟2:一份在N2氛圍下保持110℃加熱至恒重,稱得殘留固體質(zhì)量為0.4370 g。
步驟3:另一份完全溶于水后,讓其通過裝有某陰離子交換樹脂的交換柱,發(fā)生反應(yīng):aRCl+[Fe(C2O4)b]a-=Ra[Fe(C2O4)b]+aCl-,用蒸餾水沖洗交換柱,收集交換出的Cl-,以K2CrO4為指示劑,用0.1500 mol·L-1AgNO3溶液滴定至終點(diǎn),消耗AgNO3溶液20.00 mL。
(3)若步驟3中未用蒸餾水沖洗交換柱,則測得的樣品中K+的物質(zhì)的量________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)通過計(jì)算確定草酸合鐵酸鉀樣品的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。 ________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】乙酸正丁酯(CH3CH2CH2CH2OOCCH3)是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑。實(shí)驗(yàn)室制備少量乙酸正丁酯的反應(yīng)為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OOCCH3+H2O。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:向儀器A中加入11.5 mL正丁醇(微溶于水)、1 mL濃H2SO4、7.2 mL冰醋酸及沸石少許。
步驟2:按如圖連接裝置。
步驟3:向分水器中預(yù)先加少量水(略低于支管口)。通入冷卻水,加熱回流。
步驟4:將分水器分出的酯層和反應(yīng)液合并轉(zhuǎn)入分液漏斗中,依次用5% Na2CO3溶液、水洗滌,分離出有機(jī)相。
步驟5:將有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥、過濾、蒸餾,收集乙酸正丁酯。
(1)儀器A的名稱是________;向其中加入碎瓷片的目的是________。
(2)裝置中分水器的作用是________,判斷反應(yīng)已經(jīng)完成的標(biāo)志是________。
(3)反應(yīng)時(shí)生成的主要有機(jī)副產(chǎn)物有丁醚和________(用結(jié)構(gòu)簡式表示)。
(4)步驟4中,分離出有機(jī)相的具體操作是___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】圖中X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是( )
A.濾紙上c點(diǎn)附近會變紅色
B.Cu電極質(zhì)量減小,Pt電極質(zhì)量增大
C.燒杯中溶液的pH先減小,后增大
D.燒杯溶液中SO42-向Cu電極定向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室里需要純凈的氯化鈉溶液,但手邊只有混有Na2SO4、NH3HCO3 等雜質(zhì) 的NaCl。某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖方案提取純凈物的NaCl溶液(已知:NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑)
如果此方案正確,那么:
(1)操作①可選擇_______ 或__________(儀器)。
(2)操作②為什么不用加硝酸鋇溶液?其理由是___________。
(3)進(jìn)行操作②后,如何判斷SO42-已除盡的方法是__________ 。
(4)操作③的目的是________,寫出此操作涉及的離子方程式:___________
(5)操作④的目的是_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】過渡元素參與組成的新型材料有著廣泛的用途,回答下列問題。
(1)基態(tài)鐵原子核外共有________種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。鐵、鈷、鎳基態(tài)原子中,核外未成對電子數(shù)最少的原子價(jià)層電子軌道表示式(電子排布圖)為________。
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和74pm,則熔點(diǎn)NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:
①陰離子的空間構(gòu)型為________形。
②配離子中,中心離子的配位數(shù)為_______,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為_______鍵。
③配體H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是________,分子中三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>________。
(4)一種新型材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,圖2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
圖1中F和O共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1x代表,則該化合物的化學(xué)式表示為________,晶體密度ρ=________g·cm3(用含x的表達(dá)式表示,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖1中原子1的坐標(biāo)(),則原子2的坐標(biāo)為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】H2C2O4是一種二元弱酸。常溫下向H2C2O4溶液中滴加KOH溶液,混合溶液中離子濃度與pH的關(guān)系如圖所示,其中或。下列說法不正確的是
A.直線Ⅱ表示的是與pH的變化關(guān)系
B.圖中縱坐標(biāo)應(yīng)該是a=1.27,b=4.27
C.對應(yīng)1.27<pH<4.27
D.對應(yīng)pH=7
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