2.銅及其化合物在工業(yè)上有許多用途.回答下列問題:
(1)某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖1:

①浸取反應(yīng)中氧化劑的化學(xué)式為MnO2;濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2(寫化學(xué)式)
②“除鐵”這一步反應(yīng)在25℃進(jìn)行,加入試劑A調(diào)節(jié)溶液PH為4后,溶液中銅離子最大濃度不超過2.2 mol/L.(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
③“沉錳”(除Mn2+)過程中反應(yīng)的離子方程式Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O.
④濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(NH42SO4 (寫化學(xué)式).
(2)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用電化學(xué)原理模擬濕法煉銅,進(jìn)行了一系列探究活動.
①如圖2為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的原電池裝置,鹽橋內(nèi)裝載的是足量用飽和氯化鉀溶液浸泡的瓊脂,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差6.00g,則導(dǎo)線中通過了0.1mol電子,若不考慮甲、乙兩池電解質(zhì)溶液中的離子向鹽橋中移動,則甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量相差0.4g

②其他條件不變,若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池,如圖3所示,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與先前一樣,但偏轉(zhuǎn)角度明顯減小.一段時(shí)間后,乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一層紫紅色固體,則甲池銅絲附近溶液的pH增大(填“減小”、“增大”或“不變”),乙池中石墨為陰極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)

分析 輝銅礦主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì),加入稀硫酸和二氧化錳浸取,過濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S,濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子,加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用,得到堿式碳酸銅.
(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,根據(jù)方程式判斷;
②根據(jù)Ksp=c(Cu2+)•[c(OH-)]2=2×10-20,根據(jù)OH-離子的濃度計(jì)算Cu2+離子的濃度;
③“沉錳”(除Mn2+)過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,以此可書寫反應(yīng)的離子方程式;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到硫酸銨晶體;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),F(xiàn)e為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-=Fe2-,石墨為正極,發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu;根據(jù)甲乙兩池得失電子相等計(jì)算甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量差;
②根他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池.

解答 解:(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)降低,被還原,MnO2為氧化劑,因二氧化硅與酸不反應(yīng),則濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2,
故答案為:MnO2;SiO2;
②溶液pH=4,c(OH-)=10-10mol/L,則稀釋后的溶液中銅離子濃度最大不能超過$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1{0}^{-10})^{2}}$mol/L=2.2 mol/L,
故答案為:2.2;
③“沉錳”(除Mn2+)過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O,
故答案為:Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到硫酸銨晶體,
故答案為:(NH42SO4;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),F(xiàn)e為負(fù)極,發(fā)生:Fe-2e-=Fe2-,石墨為正極,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,總反應(yīng)式為Fe+Cu2+═Fe2++Cu,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差6g,
則        Fe+Cu2+═Fe2++Cu            兩極質(zhì)量差△m      轉(zhuǎn)移電子
          56g          64g               56g+64g=120g               2mol
                                                          6g                  n
則:n=0.1mol,轉(zhuǎn)移0.1mol,甲池:溶解鐵為$\frac{0.1mol}{2}$=2.8g,溶液增加2.8g,乙池:析出銅$\frac{0.1mol}{2}$=3.2g,溶液減少3.2g,則甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量相差3.2g-2.8g=0.4g,
故答案為:0.1;0.4g;
②其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池,F(xiàn)e是負(fù)極,發(fā)生:Fe-2e-=Fe2-,Cu絲是正極,正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-,呈堿性,則甲池銅絲附近溶液的pH增大,乙池中與銅線相連石墨電極是陽極,該極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,與鐵絲相連石墨電極是陰極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-=Cu,
故答案為:增大;陰.

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純的方法和流程分析應(yīng)用、原電池、電解池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫和電子守恒的應(yīng)用知識,為高頻考點(diǎn),屬于綜合知識的考查,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰、電化學(xué)原理應(yīng)用能力的考查,解答該類題目,注意把握實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)原理和操作流程的目的,主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.某工廠以孔雀石為主要原料制備藍(lán)礬晶體(CuSO4•5H2O),其生產(chǎn)流程如圖1所示:

已知該條件下,通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分別如表所示:
物質(zhì)開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pH
Fe(OH)32.23.2
Fe(OH)27.69.6
Cu(OH)24.76.4
回答下列問題:
(1)棄渣的主要成分是SiO2,Ⅱ中有“洗滌”的操作,其目的是除去晶體表面附著的雜質(zhì).
(2)溶液A中的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+.試劑①是一種氧化劑,則試劑①最好為下列中的b,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
a.Na2O2b.H2O2       c.Cl2       d.KSCN
(3)根據(jù)圖2有關(guān)數(shù)據(jù),你認(rèn)為工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)采取措施將反應(yīng)溫度及溶液pH分別控制在80℃,pH=1.5,氧化時(shí)間為4h左右.
(4)操作Ⅰ中溶液的pH應(yīng)控制在3.2≤pH<4.7范圍內(nèi).
(5)欲測定溶液A中Fe2+的濃度,可用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,則KMnO4溶液應(yīng)置于酸(填“酸”或“堿”)式滴定管中.若滴定20.00mLA的溶液,用去0.0240mol•L-1KMnO4溶液16.00mL時(shí)恰好達(dá)到滴定終點(diǎn),則A溶液中Fe2+的濃度為0.096mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.鉬酸鈉晶體(Na2MoO4•2H2O)是無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑,由鉬精礦(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制備鉬酸鈉晶體的部分流程如圖所示:

(1)Na2MoO4•2H2O中鉬元素的化合價(jià)為+6;
(2)焙燒時(shí)為了使鉬精礦充分反應(yīng),可采取的措施是將礦石粉碎(或增加空氣的進(jìn)入量或采用逆流原理等)(答出一條即可);
(3)焙燒過程中鉬精礦發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoS2+O2$\stackrel{△}{→}$MoO3+SO2(未配平),該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是MoO3、SO2(填化學(xué)式);當(dāng)生成1molSO2時(shí),該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為7mol;
(4)堿浸時(shí),MoO3與Na2CO3溶液反應(yīng)的離子方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑;
(5)過濾后的堿浸液結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去SO42-.當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí),SO42-的去除率為97.5%,已知:堿浸液中c(MoO42-)=0.40mol•L-1,c(SO42-)=0.040mol•L-1,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、則Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8[加入Ba(OH)2固體引起的溶液體積變化可忽略].

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列有關(guān)化學(xué)用語的表示正確的是( 。
A.中子數(shù)為20的氯原子:${\;}_{17}^{37}$Cl
B.次氯酸的電子式:
C.氮原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
D.碳酸氫鈉的電離方程式:NaHCO3=Na++H++CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.1-溴丙烷常用作有機(jī)反應(yīng)的溶劑.實(shí)驗(yàn)室制備1-溴丙烷(CH3CH2CH2Br)的反應(yīng)和主要實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
已知:Ⅰ.CH3CH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2CH2Br+H2O
Ⅱ.2CH3CH2CH2OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$(CH3CH2CH22O(正丙醚)+H2O
Ⅲ.可能用到的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對分
子質(zhì)量
密度
/g•mL-1
沸點(diǎn)/℃水中
溶解性
正丙醇600.89697.1
正丙醚1020.7490幾乎不溶
1-溴丙烷1231.3671不溶
制備過程如下:
①在A中加入50g正丙醇和一定量的濃硫酸、溴化鈉一起加熱(加入幾粒沸石)、诒369~72℃繼續(xù)回流2小時(shí)、壅麴s,收集68~90℃餾出液
④用碳酸鈉溶液洗至中性,分液、菰僬麴s,收集68~76℃餾出液,得到純凈1-溴丙烷66g.
請回答:
(1)B裝置名稱是球形冷凝管,沸石的作用是防止液體暴沸.
(2)步驟①中濃硫酸、正丙醇和溴化鈉的添加順序?yàn)橄燃尤胝己弯寤c,再加入濃硫酸.
(3)加熱A前,需先從b(填“a”或“b”)口向B中通入水.
(4)為了防止副產(chǎn)物過多,本實(shí)驗(yàn)所用硫酸的濃度最好是c.
A.10%  B.30%  C.70%  D.98.3%
(5)步驟④的目的主要是洗去硫酸,振搖后靜置,粗產(chǎn)物應(yīng)從分液漏斗的下(填“上”或“下”)口分離出.
(6)在粗產(chǎn)品蒸餾過程中,不可能用到的儀器有C、D(填正確答案標(biāo)號).
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1-溴丙烷產(chǎn)率是C(填正確答案標(biāo)號).
A.41%   B.50%   C.64%   D.70%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.硒鼓回收料含硒約97%,其余為約3%的碲和微量的氯.從該回收料中回收硒的工藝流程如圖所示(已知煅燒過程中,回收料中的硒、碲被氧化成SeO2和TeO2):

部分物質(zhì)的物理性質(zhì)如表:
物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解度
SeO2340℃(315℃升華)684℃易溶于水和乙醇
TeO2733℃(450℃升華)1260℃微溶于水,不溶于乙醇
回答下列問題:
(1)Se與S是同族元素,比S多1個(gè)電子層,Se在元素周期表的位置為第四周期ⅥA族;H2Se的熱穩(wěn)定性比H2S的熱穩(wěn)定性弱(填“強(qiáng)”或“弱”).
(2)乙醇浸取后過濾所得濾渣的主要成分是TeO2.蒸發(fā)除去溶劑后,所得固體中仍含有少量TeO2雜質(zhì),除雜時(shí)適宜采用的方法是升華.
(3)SeO2易溶于水得到H2SeO3溶液,向溶液中通入HI氣體后,再加入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色,同時(shí)生成Se沉淀,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式H2SeO3+4HI=Se↓+2I2+3H2O.
(4)已知H2SeO3的電離常數(shù)K1=3.5×10-3、K2=5.0×10-8,回答下列問題:
①Na2SeO3溶液呈堿性,原因是(用離子方程式表示)SeO32-+H2O?HSeO3-+OH-
②在Na2SeO3溶液中,下列關(guān)系式正確的是C:
A.c(Na+)+c(H+)═c(SeO32-)+c(HSeO3-)+c(OH-
B.2c(Na+)═c(SeO32-)+c(HSeO3-)+c(H2SeO3
C.c(Na+)═2c(SeO32-)+2c(HSeO3-)+2c(H2SeO3
D.c(OH-)═c(H+)+c(HSeO3-)+c(H2SeO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置如圖,將液溴從恒壓滴液漏斗慢慢滴入盛有苯和鐵粉的燒瓶A.反應(yīng)結(jié)束后,對A中的液體進(jìn)行后續(xù)處理即可獲得溴苯.

(1)寫出A中制備溴苯的化學(xué)反應(yīng)方程式
(2)B中盛放的CCl4的作用是除去溴化氫氣體中的溴蒸氣
(3)冷凝管的作用是冷凝回流,冷凝管中的水應(yīng)從a口進(jìn)入(填“a”或“b”).
(4)向C中加入硝酸銀溶液可證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象是有淡黃色沉淀生成,也可使用藍(lán)色石蕊試紙?jiān)嚰埜啽愕刈C明上述結(jié)論.
(5)得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸餾②水洗③用干燥劑干燥④10%NaOH溶液洗,正確的操作順序是b(填字母標(biāo)號).
a.①②③④②b.②④②③①c.④②③①②d.②④①②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛.以木炭、濃硝酸、水和過氧化鈉為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示.

已知:室溫下,①2NO+Na2O2═2NaNO2;
②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性條件下,NO或NO2都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+
請按要求回答下列問題:
(1)簡述檢查該裝置氣密性的方法:關(guān)閉彈簧夾和分液漏斗玻璃活塞,D裝置導(dǎo)氣管插入水中,微熱燒瓶若D裝置中導(dǎo)氣管處冒氣泡,定值加熱有一段水柱上升證明氣密性完全好.
(2)檢查完該裝置的氣密性,裝入藥品后,實(shí)驗(yàn)開始前通入一段時(shí)間氣體X,然后關(guān)閉彈簧夾,再滴加濃硝酸,加熱,控制B中導(dǎo)管均勻地產(chǎn)生氣泡.則X的化學(xué)式為N2,作用是趕出裝置中的空氣,避免空氣影響物質(zhì)制備.
(3)A燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O.
(4)D裝置中反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O.
(5)預(yù)測C中反應(yīng)開始階段,產(chǎn)物除NaNO2外,還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和NaOH.為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,則E中盛放的試劑名稱為堿石灰.
(6)利用改進(jìn)后的裝置,將3.12g Na2O2完全轉(zhuǎn)化成為NaNO2,理論上至少需要木炭0.48g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.在5NH4NO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HNO3+4N2+9H2O反應(yīng)中,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比是(  )
A.5:8B.5:4C.5:3D.3:5

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