【題目】銅及其化合物在工業(yè)上有許多用途。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下:
(1)“浸取”反應中氧化劑的化學式為________;若“浸取”反應中得到一種單質(zhì),則濾渣Ⅰ的成分為 MnO2 和________、________ (寫化學式)。
(2)“除鐵”這一步反應在 25 ℃ 進行,加入的試劑 A 為________,若加 A 后溶液 的 pH調(diào)為 4,溶液中 Fe3+濃度為______mol/L。{已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38}
(3)寫出“沉錳”(除 Mn2+)過程中反應的離子方程式:________________________________。
(4)濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是__________(寫化學式)。
(5)過濾Ⅱ的沉淀經(jīng)過洗滌、干燥可以得到堿式碳酸銅,如何判斷沉淀已洗凈?_____________________________。
【答案】MnO2 S SiO2 CuO 或 Cu(OH)2 或CuCO3或Cu2(OH)2CO3 4.0×10-8 Mn2++HCO3-+NH3·H2O=MnCO3↓+NH4++H2O (NH4)2SO4 取少量最后一次洗滌液于試管中,加入足量稀HCl酸化,再加入BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則說明沉淀已洗凈
【解析】
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)由濾渣1的成份可知反應的化學方程式是:
2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,根據(jù)方程式判斷;
(2)根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)[c(OH-)]3=4.0×10-38,根據(jù)OH-離子的濃度計算Fe3+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;
(5)根據(jù)硫酸根離子的檢驗方法進行分析。
(1)由濾渣1的成份可知反應的化學方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,反應中Mn元素化合價降低,被還原,MnO2為氧化劑,因二氧化硅與酸不反應,則濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2,故答案為:MnO2,S、SiO2。
(2)加入的試劑A應用于調(diào)節(jié)溶液pH,促進鐵離子的水解,但不能引入雜質(zhì),因最后要制備堿式碳酸銅,則可加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3等,若加入A后溶液的pH值為4,c(OH-)=10-10mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,則溶液中鐵離子濃度:4.0×10-38/(10-10)3mol/L=4.0×10-8mol/L,故答案為:4.0×10-8。
(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:(NH4)2SO4。
(5)分析流程題可知,第一步加入了H2SO4,在整個過程中沒有除去H2SO4,判斷沉淀是否已經(jīng)洗凈,就是檢驗是否含有SO42-,檢驗方法為:取少量最后一次洗滌液于試管中,加入足量稀HCl酸化,再加入BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則說明沉淀已洗凈,故答案為:取少量最后一次洗滌液于試管中,加入足量稀HCl酸化,再加入BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則說明沉淀已洗凈。
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【題目】一定質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的NaOH溶液中,完全反應后產(chǎn)生3.36 L(標準狀況下)氣體;用同樣質(zhì)量的鋁鐵合金完全溶于足量的鹽酸中,在標準狀況下產(chǎn)生5.6 L的氣體。該合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比為( )
A. 1∶1 B. 2∶5 C. 3∶2 D. 3∶5
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【題目】如圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化,下列說法錯誤的是
A. 該反應的熱化學方程式為:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180kJ·mol﹣1
B. 1mol N2(l)和NA個O2(l)反應生成2mol NO(g)時,吸收的能量為180kJ
C. 1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的總能量小于2mol NO(g)具有的總能量
D. 通常情況下,N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO(g)
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【題目】我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如下。
下列說法不正確的是
A. 生成CH3COOH總反應的原子利用率為100%
B. 該催化劑可有效提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率
C. ①→②放出能量并形成了C-C鍵
D. CH4→CH3COOH過程中,有C-H鍵發(fā)生斷裂
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【題目】NaCl是我們生活中必不可少的物質(zhì)。將NaCl溶于水配成1 mol·L-1的溶液,溶解過程如圖所示,下列說法正確的是
A. a離子為Na+
B. 溶液中含有NA個Na+
C. 水合b離子的圖示不科學
D. 室溫下測定該NaCl溶液的pH小于7,是由于Cl-水解導致
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【題目】除去氯化鈉中少量的氯化鈣、硫酸鈉雜質(zhì),下列選用的試劑及加入順序正確的是
A. Na2CO3、BaCl2、HCl B. BaCl2、Na2CO3、H2SO4
C. BaCl2、Na2CO3、HCl D. Ba(NO3)2、Na2CO3、HCl
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【題目】汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,其放電時的原電池反應:根據(jù)此反應判斷,下列敘述中正確的是
A. Pb是正極
B. 得電子,被氧化
C. 電池放電時,溶液的酸性增強
D. 負極反應是
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【題目】32g銅與150mL一定濃度的硝酸恰好完全反應,產(chǎn)生的NO2和NO混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L.請回答:(不要求寫計算過程)
(1)寫出銅與稀硝酸反應的化學方程式________________。
(2)NO為_________ mol.標準狀況V(NO):V(NO2)=________
(3)原硝酸溶液的濃度為__________ molL-1 。
(4)試描述實驗過程中試管內(nèi)產(chǎn)生氣體現(xiàn)象___________________________
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【題目】一定溫度下,向容積固定為a L的密閉容器中充入1 mol X氣體和2 mol Y氣體,發(fā)生反應X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反應達到平衡狀態(tài)的標志是( )
A. 容器內(nèi)氣體密度不隨時間變化 B. 容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化
C. 容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶2 D. 單位時間內(nèi)消耗0.1 mol X,同時生成0.2 mol Z
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