【題目】14分)硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)是銅鹽中重要的無機(jī)化工原料,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、電鍍、飼料添加劑、催化劑、石油、選礦、油漆等行業(yè)。

Ⅰ.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水為原料制取硫酸銅晶體。其工藝流程如下:

1)預(yù)處理時(shí)要用破碎機(jī)將孔雀石破碎成粒子直徑<1 mm,破碎的目的是____________________

2)已知氨浸時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為CuCO3·Cu(OH)2+8NH3·H2O[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+8H2O,蒸氨時(shí)得到的固體呈黑色,請(qǐng)寫出蒸氨時(shí)的反應(yīng)方程式:______________________

3)蒸氨出來的氣體有污染,需要凈化處理,下圖裝置中合適的為___________(填標(biāo)號(hào));經(jīng)吸收凈化所得的溶液用途是_______________(任寫一條)。

4)操作2為一系列的操作,通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、___________、洗滌、___________等操作得到硫酸銅晶體。

Ⅱ.采用金屬銅單質(zhì)制備硫酸銅晶體

5)教材中用金屬銅單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅,雖然生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)潔,但在實(shí)際生產(chǎn)過程中不采用,其原因是______________________(任寫兩條)。

6)某興趣小組查閱資料得知:Cu+CuCl22CuCl,4CuCl+O2+2H2O2[Cu(OH)2·CuCl2],[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4CuSO4+CuCl2+2H2O,F(xiàn)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來制備硫酸銅晶體,裝置如圖:

向銅和稀硫酸的混合物中加入氯化銅溶液,利用二連球鼓入空氣,將銅溶解,當(dāng)三頸燒瓶中呈乳狀渾濁液時(shí),滴加濃硫酸。

①盛裝濃硫酸的儀器名稱為___________

②裝置中加入CuCl2的作用是______________;最后可以利用重結(jié)晶的方法純化硫酸銅晶體的原因?yàn)?/span>______________________。

③若開始時(shí)加入a g銅粉,含b g氯化銅溶質(zhì)的氯化銅溶液,最后制得c g CuSO4·5H2O,假設(shè)整個(gè)過程中雜質(zhì)不參與反應(yīng)且不結(jié)晶,每步反應(yīng)都進(jìn)行得比較完全,則原銅粉的純度為________。

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,提高氨浸的效率 [Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O A 制化學(xué)肥料等 過濾 干燥 產(chǎn)生有毒的氣體,污染環(huán)境;原材料利用率低;濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性 分液漏斗 做催化劑 氯化銅的溶解度在常溫下比硫酸銅晶體大得多,且氯化銅的溶解度隨溫度的變化程度不大(合理即可) ×100%(或%

【解析】

1)破碎機(jī)把孔雀石破碎成細(xì)小顆粒,增大了與氨水接觸面積,使銅與氨充分絡(luò)合,提高氨浸的效率及浸取率。

2)由題意可知,氨浸時(shí)生成[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3,加熱蒸氨的意思為加熱時(shí)[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3分解生成氨氣,由[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3的組成可知還會(huì)生成CO2、氧化銅和水,其反應(yīng)方程式為[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O

3)蒸氨出來的氣體有氨氣和二氧化碳,氨氣有污染,需要通入硫酸凈化處理生成硫酸銨,為了防止倒吸,合適的裝置為A;凈化后生成硫酸銨溶液,其用途是可以制備化學(xué)肥料等。

4)由題意可知,操作2為硫酸銅溶液變成硫酸銅晶體,操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。

5)課本中直接利用銅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生有毒的氣體二氧化硫;這樣既污染環(huán)境又使原材料利用率低;而且濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性,直接使用危險(xiǎn)性較大。

6)①盛裝濃硫酸的儀器為分液漏斗。

②由題意可知,氯化銅雖然參與反應(yīng),但最后又生成了等量的氯化銅,根據(jù)催化劑的定義可知氯化銅在此反應(yīng)過程中做催化劑。因?yàn)槁然~的溶解度在常溫下比硫酸銅晶體大得多,在重結(jié)晶純化硫酸銅晶體時(shí)可以使二者分離,同時(shí)氯化銅的溶解度隨溫度的變化程度不大,可使氯化銅保持在母液中,在下一次制備硫酸銅晶體時(shí)繼續(xù)做催化劑使用。

③由題意可知銅粉全部生成硫酸銅晶體(因氯化銅為催化劑,氯化銅中的銅最終不會(huì)生成硫酸銅晶體),硫酸銅晶體中的銅元素質(zhì)量為g,則銅粉的純度為×100%或化簡(jiǎn)為%。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某種鋰離子電池的正極材料是將含有鈷酸鋰(LiCoO2)的正極粉均勻涂覆在鋁箔上制成的,可以再生利用.某校研究小組嘗試回收廢舊正極材料中的鈷。

(1)25℃時(shí),用圖1所示裝置進(jìn)行電解,有一定量的鈷以Co2+的形式從正極粉中浸出,且兩極均有氣泡產(chǎn)生,一段時(shí)間后正極粉與鋁箔剝離。

①陰極的電極反應(yīng)式為:LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O,陽極的電極反應(yīng)式為______。

②該研究小組發(fā)現(xiàn)硫酸濃度對(duì)鈷的浸出率有較大影響,一定條件下,測(cè)得其變化曲線如圖2所示。當(dāng)cH2SO4)>0.4molL-1時(shí),鈷的浸出率下降,其原因可能為______。

(2)電解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正極粉沉積在電解槽底部。用以下步驟繼續(xù)回收鈷。

①寫出“酸浸”過程中正極粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。該步驟一般在80℃以下進(jìn)行,溫度不能太高的原因是______。

②已知(NH42C2O4溶液呈弱酸性,下列關(guān)系中正確的是______(填字母序號(hào))。

ac(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(OH-)

bc(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(HC2O42-)

cc(NH4+)+c(NH3H2O)=2[c(HC2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】醇脫水是合成烯烴的常用方法,實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下:

+H2O

可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

相對(duì)分子質(zhì)量

密度/ g·cm3

沸點(diǎn)/

溶解性

環(huán)己醇

100

0.9618

161

微溶于水

環(huán)己烯

82

0.8102

83

難溶于水

合成反應(yīng):

a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1mL濃硫酸。b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90℃。

分離提純:

反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g。

回答下列問題:

1)裝置b的名稱是______。

2)加入碎瓷片的作用是________;如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是________(填字母,下同)。

A.立即補(bǔ)加 B.冷卻后補(bǔ)加 C.不需補(bǔ)加 D.重新配料

3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________

4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并______;在本實(shí)驗(yàn)分離過程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的_______(填“上口倒出”或“下口放出”)。

5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是______________

6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中,不可能用到的儀器有________。

A 圓底燒瓶 B 溫度計(jì) C 吸濾瓶 D 球形冷凝管 E 接收器

7)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是________

A41% B50% C61% D70%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖為光電催化能源化利用CO2制備太陽能燃料的示意圖。下列說法不正確的是

A.陽極反應(yīng)式為2H2O4e4H++O2

B.CO2還原產(chǎn)物可能為CO、HCHO、CH3OH、CH4

C.陽極、陰極材料互換對(duì)制備太陽能燃料影響不大

D.若太陽能燃料為甲醇,則陰極電極反應(yīng)式為:CO2+6H++6eCH3OH+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖為室溫時(shí)不同pH下磷酸鹽溶液中含磷微粒形態(tài)的分布,其中a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH分別為2.127.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),下列說法正確的是

A.2 mol H3PO43 mol NaOH反應(yīng)后的溶液呈中性

B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液時(shí),無法用酚酞指示終點(diǎn)

C.H3PO4的二級(jí)電離常數(shù)的數(shù)量級(jí)為107

D.溶液中除OH離子外,其他陰離子濃度相等時(shí),溶液可能顯酸性、中性或堿性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]15分)

人體必需的元素包括常量元素與微量元素,常量元素包括碳、氫、氧、氮、鈣、鎂等,微量元素包括鐵、銅、鋅、氟、碘等,這些元素形成的化合物種類繁多,應(yīng)用廣泛。

1)鋅、銅、鐵、鈣四種元素與少兒生長發(fā)育息息相關(guān),請(qǐng)寫出Fe2+的核外電子排布式__________

21個(gè)Cu2+2個(gè)H2N—CH2—COO形成含兩個(gè)五元環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)配鹽(化合物),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________(用標(biāo)出配位鍵),在H2N—CH2—COO中,屬于第二周期的元素的第一電離能由大到小的順序是__________(用元素符號(hào)表示),N、C原子存在的相同雜化方式是_________雜化。

3)碳酸鹽中的陽離子不同,熱分解溫度就不同,查閱文獻(xiàn)資料可知,離子半徑r(Mg2+)=66 pm,r(Ca2+)=99 pmr(Sr2+)=112 pm,r(Ba2+)=135 pm;碳酸鹽分解溫度T(MgCO3)=402℃,T(CaCO3)=825℃,T(SrCO3)=1172℃,T(BaCO3)=1360℃。分析數(shù)據(jù)得出的規(guī)律是_____________,解釋出現(xiàn)此規(guī)律的原因是____________________________________

4)自然界的氟化鈣礦物為螢石或氟石,CaF2的晶體結(jié)構(gòu)呈立方體形,其結(jié)構(gòu)如下:

①兩個(gè)最近的F之間的距離是___________pm(用含m的代數(shù)式表示)。

CaF2晶胞體積與8個(gè)F形成的立方體的體積比為___________。

CaF2晶胞的密度是___________g·cm3(化簡(jiǎn)至帶根號(hào)的最簡(jiǎn)式,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

[化學(xué)——選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]15分)

藥物H在人體內(nèi)具有抑制白色念球菌的作用,H可經(jīng)下圖所示合成路線進(jìn)行制備。

已知:硫醚鍵易被濃硫酸氧化。

回答下列問題:

1)官能團(tuán)SH的名稱為巰(qiú)基,SH直接連在苯環(huán)上形成的物質(zhì)屬于硫酚,則A的名稱為________________D分子中含氧官能團(tuán)的名稱為________________。

2)寫出下列反應(yīng)類型:A→C_____________,E→F_____________

3F生成G的化學(xué)方程式為_______________________________________。

4)下列關(guān)于D的說法正確的是_____________(填標(biāo)號(hào))。(已知:同時(shí)連接四個(gè)各不相同的原子或原子團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子)

A.分子式為C10H7O3FS

B.分子中有2個(gè)手性碳原子

C.能與NaHCO3溶液、AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng)

D.能發(fā)生取代、氧化、加成、還原等反應(yīng)

5MA互為同系物,分子組成比A1個(gè)CH2,M分子的可能結(jié)構(gòu)有_______種;其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為2221的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____________

6)有機(jī)化合物K()是合成廣譜抗念球菌藥物的重要中間體,參考上述流程,設(shè)計(jì)以為原料的合成K的路線。_____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,WY最外層電子數(shù)之和為X的最外層電子數(shù)的2倍,Z最外層電子數(shù)等于最內(nèi)層電了數(shù),X、Y、Z的簡(jiǎn)單離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,W的單質(zhì)是空氣中體積分?jǐn)?shù)最大的氣體。下列說法正確的是

A. Y的最高價(jià)氧化物對(duì)成水化物的酸性比W的強(qiáng)

B. W的氣態(tài)氫化物比X的穩(wěn)定

C. 離子半徑的大小順序:r(w)>r(X)>r(Y)>(Z)

D. XY2ZY2中的化學(xué)鍵類型相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( 。

A. SO3+ H2O= H2SO4 B. NH4Cl NH3+HCl

C. Fe+CuSO4= FeSO4+Cu D. NaOH+HNO3=NaNO3+H2O

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【題目】(2017·天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×105。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。

第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;

第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。

下列判斷正確的是

A. 增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

B. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低

C. 第一階段,在30℃50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃

D. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)

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