12．加熱試管中的硫酸銅晶體:藍(lán)色晶體逐漸變?yōu)榘咨勰?且試管口有液滴生成. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料；以下是某工廠(chǎng)用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO4?5H2 O）和副產(chǎn)物石膏（CaSO4?2H2O）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)下表．
溫度（℃） 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
膽礬 32 44.6 61.8 83.8 114
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）紅棕色濾渣的主要成分是
Fe（OH）3
Fe（OH）3
；
（2）寫(xiě)出浸出過(guò)程中生成硫酸銅的離子方程式
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
；
（3）操作I包括蒸發(fā)濃縮、
趁熱過(guò)濾
趁熱過(guò)濾
等操作，溫度應(yīng)該控制在
100
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
冷卻結(jié)晶
、
過(guò)濾
過(guò)濾
、洗滌、干燥；晶體用無(wú)水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是
減少因晶體溶解而造成的損失
減少因晶體溶解而造成的損失
；干燥時(shí)采用晾干，不用加熱烘干的原因是
避免加熱過(guò)程中晶體受熱分解
避免加熱過(guò)程中晶體受熱分解
．
（5）取樣檢驗(yàn)是為了確認(rèn)Fe3+是否除凈．有同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方案，在實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)所取樣品按下列方案進(jìn)行操作：
方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液；   方案二：紙層析→噴KSCN溶液；
①你認(rèn)為上述兩種方案設(shè)計(jì)更合理的是
方案二
方案二
；
②指出你認(rèn)為不合理方案存在的問(wèn)題是
Cu2+的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾
Cu2+的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾
．

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I．硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料．以下是某工廠(chǎng)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)下表．
溫度（℃） 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
膽礬 32 44.6 61.8 83.8 114
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）紅棕色濾渣的主要成分是
Fe（OH）3
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
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
；
（3）操作I的操作溫度應(yīng)該控制在
100
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
冷卻結(jié)晶、過(guò)濾
、洗滌、干燥；
（5）取樣檢驗(yàn)是為了確認(rèn)Fe3+是否除凈．有同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方案，在實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)所取樣品按下列方案進(jìn)行操作：
方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液；
方案二：徑向?qū)游觥鷩奒SCN溶液
①你認(rèn)為上述兩種方案設(shè)計(jì)更合理的是
方案二
方案二
；
②指出你認(rèn)為不合理的方案存在的問(wèn)題
Cu2+的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾
Cu2+的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾
；
（6）反應(yīng)產(chǎn)物中的NO可以循環(huán)使用，用化學(xué)方程式表示循環(huán)使用的方案
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4NO+3O2+H2O=4HNO3
．
II．（12分）復(fù)印機(jī)使用的墨粉主要成份是Fe3O4，圖是氧化沉淀法生產(chǎn)Fe3O4的工藝：
已知：
①工業(yè)綠礬中FeSO4的含量為52.5%，其中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)；
②Fe（OH）2+2Fe（OH）3═Fe3O4?4H2O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）鐵的常見(jiàn)氧化物有
FeO、Fe2O3、Fe3O4
FeO、Fe2O3、Fe3O4
；
（2）Fe3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是：
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
，檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中含F(xiàn)e3+的方法：
取待測(cè)液少許于試管中，加入適量的KSCN溶液，若溶液顯血紅色，則證明含F(xiàn)e3+
取待測(cè)液少許于試管中，加入適量的KSCN溶液，若溶液顯血紅色，則證明含F(xiàn)e3+
；
（3）在工藝流程中，通入適量空氣“氧化”時(shí)的化學(xué)方程式是：
4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
；
（4）生產(chǎn)中可獲得的副產(chǎn)品是
Na2SO4?10H2O
Na2SO4?10H2O
，提取該副產(chǎn)品的操作順序是：
bcdae
bcdae
（填寫(xiě)序號(hào)）
a．過(guò)濾    b．加熱濃縮    c．冷卻    d．結(jié)晶    e．洗滌
（5）在生產(chǎn)過(guò)程中，若工業(yè)綠礬的投料速率是12.16kg/h，為使產(chǎn)品較純，鼓入空氣的速率應(yīng)為
0.784
0.784
m3/h（假設(shè)反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，空氣中O2占20%）．

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三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe（C2O4）3?3H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷．某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究．該小組同學(xué)查閱資料知，固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有 K2CO3，產(chǎn)生的氣體中含有CO CO2
請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程．
限選試劑：①蒸餾水②3% H2O2溶液③氧化銅④1.0 mol?L-1鹽酸 ⑤濃硫酸⑥1.0 mol?L-1 NaOH溶液⑦澄淸石灰水 ⑧0.5mol?L-1CuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
Ⅰ．若用一套連續(xù)實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中CO的存在，并驗(yàn)證檢驗(yàn)過(guò)程中有CO2生成，應(yīng)選用的試劑為（按先后順序把所選試劑的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）
 
．
Ⅱ．探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式． 
（1）提出合理假設(shè)
假設(shè)1：只有Fe；
假設(shè)2：只有FeO；
假設(shè)3：
 
．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：
步驟1：取通量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水溶解，過(guò)濾分離出不溶固體．
步驟2；取少置上述不溶固體放入試管中，加入足量
 
溶液，充分振蕩．若固體無(wú)明顯變化，則假設(shè)
 
成立；若有暗紅色固體生成，則反應(yīng)的離子方程式為
 
．
步驟3；取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過(guò)量
 
，振蕩后靜置．若溶液基本無(wú)色，則假設(shè)
 
成立；若溶液呈
 
，則假設(shè)3成立．
（3）問(wèn)題討論
若固體產(chǎn)物中FeO含量較少，用步驟3方法難以確定．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明假設(shè)3成立（寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象與結(jié)論）：
 

Ⅲ．拓展與延伸．有資料介紹“在含F(xiàn)e2+的溶液中，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈紅色；若再滴加過(guò)量氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去”．假設(shè)溶液中的+3價(jià)鐵還能被氯水氧化為更高價(jià)的FeO42-，試寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式
 
．

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三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。

限選試劑：濃硫酸（A）、 1．0 mol·L-1HNO3（B）、 1．0 mol·L-1鹽酸（C）、 1．0 mol·L-1 NaOH（D）、 3%H2O2（E）、 0．1mol·L-1KI（F）、 0．1 mol·L-1CuSO4（G）、 20％KSCN（H）、澄清石灰水（I）、氧化銅（J）、蒸餾水（K）。

（1）要驗(yàn)證產(chǎn)物中有CO2、CO存在的試劑________應(yīng)選（按先后順序把所選試劑的代號(hào)字母填入空格內(nèi)。）

（2）該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中CO32-的方法是                     。

（3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。

固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。

①提出合理假設(shè)；假設(shè)1：只有Fe；假設(shè)2：只有FeO；假設(shè)3：FeO和Fe。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明假設(shè)

步驟1：取適量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解。分離不溶固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體。

步驟2：將步驟1中的不溶固體產(chǎn)物加入1．0mol·L-1鹽酸中。

步驟3：將步驟1中的不溶固體產(chǎn)物加入足量的0．1 mol·L-1CuSO4中充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌后，將沉淀物溶于1．0 mol·L-1鹽酸，再加入20％KSCN，最后加入3％H2O2。

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程（填寫(xiě)下表的空格）

實(shí)驗(yàn)步驟

預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論

步驟1：取適量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解。分離不溶固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體

固體產(chǎn)物部分溶解

步驟2：向試管中加入適量硫酸銅溶液，再加入少量將步驟1中的不溶固體，充分振蕩

（1）若藍(lán)色溶液顏色及加入的不溶固體無(wú)明顯變化，則假設(shè)            成立。

（2）若藍(lán)色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體生成．則證明有      存在。

步驟3：繼續(xù)步驟2中的(2)，進(jìn)行固液分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無(wú)色。取少量固體于試管中，滴加過(guò)量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2，充分振蕩后滴加KSCN

結(jié)合步驟2中的（2）：

（1）若溶液基本無(wú)色，則假設(shè)（1）成立

（2）若            ，則假設(shè)      成立

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三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]×3H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。

限選試劑：濃硫酸、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 鹽酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI、0.1 mol·L-1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。

(1)該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是      ，現(xiàn)象是       。

（2）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。

① 提出合理假設(shè)

假設(shè)1：全部是鐵單質(zhì)；假設(shè)2：               ；假設(shè)3：               。

② 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)

③ 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)②中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在答題卡上按下表的格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟

預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論

步驟1：

部分固體不溶解

步驟2：

步驟3：繼續(xù)步驟2中的（2），進(jìn)行固液分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無(wú)色。取少量固體于試管中，滴加過(guò)量HCl后，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2，充分振蕩后滴加KSCN。

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