12.硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料.以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬(CuSO4•5H2O)的生產(chǎn)流程示意圖:

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度(g/100g水)見(jiàn)表.
溫度(℃)20406080100
石膏0.320.260.150.110.07
膽礬3244.661.883.8114
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)紅棕色濾渣的主要成分是Fe(OH)3;
(2)寫(xiě)出浸出過(guò)程中生成硫酸銅的化學(xué)方程式3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O;
(3)操作I的操作溫度應(yīng)該控制在100℃左右;
(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作II應(yīng)為冷卻結(jié)晶、過(guò)濾 洗滌、干燥;
(5)反應(yīng)產(chǎn)物中的NO可以循環(huán)使用,試僅用一個(gè)化學(xué)方程式表示NO轉(zhuǎn)化為HNO3:4NO+3O2+H2O=4HNO3

分析 含鐵的廢銅為原料加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,溶解后得到浸出液,在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-,加入石灰漿調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,過(guò)濾得到紅褐色濾渣為氫氧化鐵沉淀,依據(jù)石膏和藍(lán)礬的溶解度,控制100°C,濾液中析出石膏,濾液中主要為硫酸銅,通過(guò)加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌,干燥得到硫酸銅晶體;
(1)由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,紅褐色濾渣的主要成分為氫氧化鐵.
(2)由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,由于硫酸的存在,酸過(guò)量,硝酸全起氧化劑作用,酸為稀溶液,生成硫酸銅、NO、水.
(3)由表中溶解度關(guān)系可知,膽礬溶解度隨溫度升高增大,而石膏的溶解度隨溫度升高降低,所以應(yīng)控制在較高的溫度,物質(zhì)分離較完全,制備的膽礬較純.
(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥.
(5)一氧化氮循環(huán)使用可以利用一氧化氮和氧氣再水溶液中反應(yīng)生成硝酸,重新使用.

解答 解:含鐵的廢銅為原料加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,溶解后得到浸出液,在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-,加入石灰漿調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,過(guò)濾得到紅褐色濾渣為氫氧化鐵沉淀,依據(jù)石膏和藍(lán)礬的溶解度,控制100°C,濾液中析出石膏,濾液中主要為硫酸銅,通過(guò)加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌,干燥得到硫酸銅晶體;
(1)由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,浸出液中加入石灰漿調(diào)節(jié)pH值,鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀析出,紅褐色濾渣的主要成分為Fe(OH)3,故答案為:Fe(OH)3;
(2)由于硫酸的存在,且酸過(guò)量,硝酸全起氧化劑作用,酸為稀溶液,生成硫酸銅、NO、水,反應(yīng)方程式為3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O,
故答案為:3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O;
(3)由表中溶解度關(guān)系可知,膽礬溶解度隨溫度升高增大,而石膏的溶解度隨溫度升高降低,所以應(yīng)控制在較高的溫度,溫度應(yīng)該控制在100℃,制備的膽礬相對(duì)較純,
故答案為:100;
(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,故答案為:冷卻結(jié)晶、過(guò)濾;
(5)一氧化氮?dú)怏w有毒污染空氣不能排放到大氣中,可以利用一氧化氮和氧氣在水溶液中吸收生成硝酸循環(huán)使用反應(yīng)的化學(xué)方程式4NO+3O2+H2O=4HNO3,故答案為:4NO+3O2+H2O=4HNO3

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、作圖能力等,難度中等,要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識(shí)解決問(wèn)題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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2.若NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法中,正確的是(  )
A.1mol鎂原子中含有的電子數(shù)為2NA
B.在0℃,101 kPa時(shí),22.4 L氫氣中含有NA個(gè)氫原子
C.25℃,1.01×105Pa,64 g SO2中含有的原子數(shù)為3NA
D.NA個(gè)一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的質(zhì)量比為7:4

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3.實(shí)驗(yàn)室可以用高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)方程式如下:2KMnO4+16HCl(濃)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應(yīng)中氧化劑是KMnO4,氧化產(chǎn)物是Cl2;當(dāng)有l(wèi)mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),生成氯氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11.2L.

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20.已知幾種物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠Cl>H2CO3>HCO3-,則下列化學(xué)方程式錯(cuò)誤的是(  )
A.+HCl→+NaClB.+H2O+CO2+NaHCO3
C.+Na2CO3+NaHCO3D.+NaHCO3+H2CO3

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7.對(duì)于下列各組反應(yīng),反應(yīng)開(kāi)始時(shí),產(chǎn)生氫氣速率最快的是( 。
A.70℃,將0.1mol 鎂粉加入到10mL6mol•L-1的硝酸溶液中
B.60℃,將0.2mol 鎂粉加入到20mL3mol•L-1的鹽酸溶液中
C.60℃,將0.1mol 鎂粉加入到10mL3mol•L-1的硫酸溶液中
D.60℃,將0.2mol 鐵粉加入到10mL3mol•L-1的鹽酸溶液中

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.ClO2是一種消毒、殺菌效率高、二次污染小的水處理劑.實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)以下反應(yīng)制得ClO2
2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
試回答下列問(wèn)題.
(1)該反應(yīng)中還原劑的化學(xué)式是H2C2O4;被還原元素的元素符號(hào)是Cl;
(2)試比較KClO3和CO2的氧化性強(qiáng)弱KClO3>CO2;
(3)當(dāng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子時(shí),消耗氧化劑的物質(zhì)的量為0.5mol.
(4)消毒時(shí),ClO2還可以將水中的Fe2+、Mn2+等轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和MnO2等難溶物,此過(guò)程說(shuō)明ClO2具有氧化(填“氧化”或“還原”)性.
(5)工業(yè)上可以通過(guò)下列方法制取ClO2,請(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2KClO3+SO2═2ClO2+K2SO4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

4.研究化學(xué)反應(yīng)常用188O作為示蹤原子,該原子的質(zhì)量數(shù)是( 。
A.18B.8C.10D.16

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

1.(1)25℃時(shí),0.05mol•L-1 H2SO4溶液的pH=1.
(2)某溫度下純水中的c(H+)=2×10-7mol•L-1,則此時(shí)溶液中的c(OH-)=2×10-7mol•L-1;若溫度不變,滴入稀鹽酸,使c(H+)=5×10-4mol•L-1,則此時(shí)溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=8×10-11mol/L.
(3)NH4Cl溶液顯酸性,用離子方程式表示原因NH4++H2O?NH3•H2O+H+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

18.氮氧化物是大氣污染物之一,可形成光化學(xué)煙霧、酸雨等.

(1)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)?2NO(g)+O2(g),反應(yīng)過(guò)程中NO2濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示.請(qǐng)回答:
①依曲線A,反應(yīng)在前3min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為0.0175mol/(L.min).
②若曲線A、B分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況,則此條件是溫度(填“濃度”、“壓強(qiáng)”、“溫度”或“催化劑”).
③曲線A、B分別對(duì)應(yīng)的反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是KA<KB(填“>”、“<”或“=”).
(2)一定溫度下,某密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)  I
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)Ⅱ
則反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{4}(N{O}_{2}).c({O}_{2})}{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}$,若達(dá)平衡時(shí),c( NO2)=0.4mol•L-1,c(O2)=1.3mol•L-1,則反應(yīng)Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{6}{7}$,N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于1.4mol•L-1
(3)將a mL NO、b mL NO2、x mLO2混合于同一試管里,將試管口倒插入水中,充分反應(yīng)后
試管內(nèi)氣體可全部消失,則用a、b表示的x為a
a.$\frac{(a+b)}{2}$ b.$\frac{(2a+b)}{3}$ c.$\frac{(3a+b)}{4}$ d.$\frac{(4a+b)}{5}$
(4)用甲烷在一定條件下可消除氮氧化物的污染,寫(xiě)出CH4消除NO2的反應(yīng)方程式2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O.

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