【題目】氧化亞銅(Cu2O)是一種用途廣泛的光電材料,某工廠以硫化銅礦石(含CuFeS2、Cu2S等)為原料制取Cu2O的工藝流程如下:
常溫下幾種物質(zhì)開始形成沉淀與完全沉淀時(shí)的pH如下表:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
開始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 4.8 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.4 |
(1)爐氣中的有害氣體成分是__________,Cu2S與O2反應(yīng)時(shí),氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。
(2)若試劑X是H2O2溶液,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:________。當(dāng)試劑X是______時(shí),更有利于降低生產(chǎn)成本。
(3)加入試劑Y調(diào)pH時(shí),pH的調(diào)控范圍是___________。
(4)寫出用N2H4制備Cu2O的化學(xué)方程式:________,操作X包括_________、洗滌、烘干,其中烘干時(shí)要隔絕空氣,其目的是____________。
(5)以銅與石墨作電極,電解濃的強(qiáng)堿性溶液可制得納米級(jí)Cu2O,寫出陽(yáng)極上生成Cu2O的電極反應(yīng)式:__________。
【答案】SO2 2∶1 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 空氣或氧氣 3.7≤pH<4.8 4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O 過濾 防止Cu2O被空氣中氧氣氧化 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O
【解析】
(1)金屬硫化物焙燒時(shí)轉(zhuǎn)化為金屬氧化物與二氧化硫,Cu2S與O2反應(yīng)時(shí),根據(jù)得失電子守恒,分析氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比;
(2)酸性條件下,H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,本身被還原為H2O,酸性條件下O2也可以將Fe2+氧化為Fe3+;
(3)調(diào)整pH的目的是使鐵離子全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,而銅離子不能形成沉淀;
(4)N2H4將Cu2+還原為Cu2O,自身被氧化為N2;Cu2O不溶于水,且有較強(qiáng)的還原性,在加熱條件下易被空氣氧化;
(5)因Cu2O是在陽(yáng)極上生成的,陽(yáng)極材料是銅,銅失去電子轉(zhuǎn)化為Cu2O,據(jù)此解答。
(1)金屬硫化物焙燒時(shí)轉(zhuǎn)化為金屬氧化物與二氧化硫,故爐氣中的有害氣體成分是SO2,Cu2S與O2反應(yīng)時(shí),氧化劑為O2,還原劑為Cu2S,1molO2得4mol電子,Cu的化合價(jià)從+1價(jià)升高為+2價(jià),S的化合價(jià)從-2價(jià)升高為+4價(jià),故1molCu2S失8mol電子,根據(jù)得失電子守恒,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1,故答案為:SO2;2∶1;
(2)酸性條件下,H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,本身被還原為H2O,離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;酸性條件下O2也可以將Fe2+氧化為Fe3+,而氧氣或空氣價(jià)格遠(yuǎn)低于H2O2,所以用氧氣替代雙氧水,可以有效降低生產(chǎn)成本,故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;空氣或氧氣;
(3)調(diào)整pH的目的是使鐵離子全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,而銅離子不能形成沉淀,故pH調(diào)控范圍是3.7≤pH<4.8,故答案為:3.7≤pH<4.8;
(4)N2H4將Cu2+還原為Cu2O,自身被氧化為N2,化學(xué)方程式為4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O;由于Cu2O不溶于水,故操作X為過濾、洗滌、烘干;因Cu2O有較強(qiáng)的還原性,在加熱條件下易被空氣氧化,故烘干過程中要隔絕空氣,故答案為:4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O;過濾;防止Cu2O被空氣中氧氣氧化;
(5)因Cu2O是在陽(yáng)極上生成的,陽(yáng)極材料是銅,銅失去電子轉(zhuǎn)化為Cu2O,相應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O,故答案為:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】聚四氟乙烯在耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性上都超過了其他塑料,號(hào)稱“塑料之王”,可用于制造飛機(jī)、導(dǎo)彈的無(wú)油軸承,密封填料,人造血管,滑雪板,不粘鍋等。其合成路線如圖所示:
寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:A→B:____;B→C:___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】無(wú)水FeCl2易吸濕、易被氧化,常作為超高壓潤(rùn)滑油的成分。某實(shí)驗(yàn)小組利用無(wú)水FeCl3和氯苯(無(wú)色液體,沸點(diǎn)132.2℃)制備少量無(wú)水FeCl2,并測(cè)定無(wú)水FeCl2的產(chǎn)率。
實(shí)驗(yàn)原理:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑
實(shí)驗(yàn)裝置:按如圖所示組裝好的裝置,檢查氣密性后,向三頸燒瓶A中加入16.76g無(wú)水FeCl3和22.5g氯苯。
回答下列問題:
(1)利用工業(yè)氮?dú)猓ê蠬2O、O2、CO2)制取純凈干燥的氮?dú)狻?/span>
①請(qǐng)從下列裝置中選擇必要的裝置,確定其合理的連接順序:a→________→上圖中的j口(按氣流方向,用小寫字母表示)。
②實(shí)驗(yàn)完成后通入氮?dú)獾闹饕康氖?/span>________。
(2)裝置C中的試劑是________(填試劑名稱),其作用是________。
(3)啟動(dòng)攪拌器,在約126℃條件下劇烈攪拌30min,物料變成黑色泥狀。加熱裝置A最好選用__(填字母)。
a.酒精燈 b.水浴鍋 c.電磁爐 d.油浴鍋
(4)繼續(xù)升溫,在128~139℃條件下加熱2h,混合物顏色逐漸變淺,黏度降低。該步驟中加熱溫度已經(jīng)接近或超過氯苯沸點(diǎn),但氯苯實(shí)際損失量卻非常小,其原因是________。
(5)繼續(xù)加熱1h后放置冷卻,在隔絕空氣條件下過濾出固體,用洗滌劑多次洗滌所得固體,置于真空中干燥,得到成品。若D中所得溶液恰好與25mL2.0mol·L-1NaOH溶液完全反應(yīng),則該實(shí)驗(yàn)中FeCl2的產(chǎn)率約為________(保留3位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列有關(guān)說法正確的是
A.60克的乙酸和葡萄糖混合物充分燃燒消耗O2分子數(shù)為2NA
B.5.8g熟石膏(2CaSO4·H2O)含有的結(jié)晶水分子數(shù)為0.04NA
C.把4.6g乙醇完全氧化變成乙醛,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
D.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣方法有多種,制取1molO2轉(zhuǎn)移電子數(shù)均是4NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】目前,全世界鎳的消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位。鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大潛力。
Ⅰ.(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。
①基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為_________________。
②在[Ni(NH3)6]2+中存在的化學(xué)鍵有(_____________)
A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.配位鍵 D. 氫鍵 E.σ鍵 F.π鍵
Ⅱ.丁二酮肟是檢驗(yàn)Ni2+的靈敏試劑。
(2)丁二酮肟分子中C原子軌道雜類型為________________,1mol丁二酮肟分子所含σ鍵的數(shù)目為_____________。
(3)配合物[Ni(CO)4]常溫下為液態(tài),易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑。
① [Ni(CO)4]固態(tài)時(shí)屬于________晶體(填晶體類型)。
②[Ni(CO)4]中Ni與CO的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Ni(CO)4]的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____________ (用“→”表示出配位鍵) 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是實(shí)驗(yàn)室制取SO2并驗(yàn)證SO2的某些性質(zhì)的裝置,請(qǐng)回答:
(1)在⑥中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(2)①中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為石蕊溶液__________,證明SO2的水溶液顯_______性。
(3)②中的品紅溶液________,證明SO2有________性。
(4)③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________,證明SO2有____________性。
(5)④中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______,證明SO2有______性。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。W原子的最外層電子數(shù)是X與Z原子最外層電子數(shù)之和,W簡(jiǎn)單氫化物r溶于水完全電離。m、p是由這些元素組成的二元化合物,m可做制冷劑,無(wú)色氣體p遇空氣變?yōu)榧t棕色。下列說法正確的是( )
A.簡(jiǎn)單離子半徑:W>Z>Y>X
B.Y原子的價(jià)電子軌道表示式為
C.r與m可形成離子化合物,其陽(yáng)離子電子式為
D.一定條件下,m能與Z的單質(zhì)反應(yīng)生成p
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制備次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)的步驟如下:向燒瓶中的亞硫酸鈉溶液通入SO2制得NaHSO3。將裝置A中導(dǎo)氣管換成橡皮塞,再加入鋅粉和甲醛溶液,在80~90℃下,反應(yīng)約3h,冷卻至室溫,抽濾,將濾液置于真空蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.可用亞硫酸鈉固體和70%硫酸來(lái)制取二氧化硫氣體
B.多孔球泡的作用是增大氣體與溶液的接觸面積,使反應(yīng)充分進(jìn)行
C.裝置B中試劑可以是NaOH或Na2CO3溶液
D.裝置A中可采用油浴或沙浴加熱
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】草酸亞鐵是黃色晶體,常用作照相顯影劑、新型電池材料等。
實(shí)驗(yàn)室制備草酸亞鐵并測(cè)定其中Fe2+和C2O42的物質(zhì)的量之比確定其純度,步驟如下:
Ⅰ.稱取一定質(zhì)量的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]于燒杯中,加蒸餾水和稀硫酸,加熱溶解,再加飽和H2C2O4溶液,加熱沸騰數(shù)分鐘,冷卻、過濾、洗滌、晾干,得黃色晶體。
Ⅱ.稱取m gⅠ中制得的晶體于錐形瓶中,加入過量稀硫酸使其溶解,70℃水浴加熱,用c mol·L1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液v1 mL(其中所含雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng))。
Ⅲ.向Ⅱ滴定后的溶液中加入過量鋅粉和稀硫酸,煮沸,至反應(yīng)完全,過濾,用c mol·L1 KMnO4溶液滴定濾液至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液v2 mL。
Ⅳ.重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3次,計(jì)算。
已知:ⅰ.草酸是弱酸。
ⅱ.pH>4時(shí),Fe2+易被O2氧化。
ⅲ.酸性條件下,KMnO4溶液的還原產(chǎn)物為近乎無(wú)色的Mn2+。
回答下列問題:
(1)Ⅰ中加入稀硫酸的目的是__________________________、_______________________。
(2)Ⅱ中與KMnO4溶液反應(yīng)的微粒是_____________、____________。
(3)Ⅲ中加入過量鋅粉僅將Fe3+完全還原為Fe2+。若未除凈過量鋅粉,則消耗KMnO4溶液的體積V ______v2 mL(填“>”、“=”或“<”)。
(4)Ⅲ中,滴定時(shí)反應(yīng)的離子方程式是__________________________,滴定時(shí)KMnO4溶液裝在__________________(玻璃儀器)中,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象_________________________________________。
(5)m gⅠ中制得的晶體中,Fe2+和C2O42的物質(zhì)的量之比是____________________(用含v1、 v2的計(jì)算式表示)。
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