- 硝酸铜的制备
- 共1066题
工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收．
a．浓H2SO4
b．稀HNO3
c．NaOH溶液
d．氨水
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在______（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是：______（注明试剂、现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为______．
（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是______．
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2+向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属．
正确答案
cd
Fe3+
取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去
3Cu2O+2Al
bd
解析
解：（1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，
a、浓H2SO4不能吸收二氧化硫，故a错误；
b、稀HNO3可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大气，故b错误；
c、NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故c正确；
d、氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，故d正确；
故选cd；
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe3+；
Fe2+具有还原性，可以利用KMnO4溶液检验，取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去；
故答案为：Fe3+；取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去；
（3）由流程图转化可知，Cu2O与Al反应置换反应生成Al2O3与Cu，反应方程式为3Cu2O+2Al
故答案为：3Cu2O+2Al
（4）a、反应中有热能产生，故a错误；
b、精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故b正确；
c、溶液中Cu2+向阴极移动，故c错误；
d、Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故d正确；
故选bd．
最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）可以用于热化学循环分解水制氢，因而受到许多发达国家的青睐．MnFe2O4的制备流程如下：
（1）原料Fe（NO3）n中n=______，投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的质量之比应为______．
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是______；
步骤三中洗涤干净的标准______．
（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为
MnFe2O4
MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑．
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe2O4-x中x=0.6，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分率为______．
②该热化学循环新氢法的优点有______（答两点即可）．
③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是______．
正确答案
解：（1）Mn为+2价，则MnFe2O4中Fe的化合价为+3价，则Fe（NO3）n中n=3；
由MnFe2O4中可知：Fe和Mn的个数之比为2：1，所以Fe（NO3）3与Mn（NO3）2 二者的物质的量之比 2：1，
所以其质量之比为：242×2：179=484：179；
故答案为：3；484：179；
（2）连续搅拌是为了让Fe（NO3）n和Mn（NO3）2充分反应，由于溶液显碱性，则洗涤至洗涤液为中性时，说明沉淀上没有溶液中的离子，即沉淀已经洗涤干净；
故答案为：充分反应或沉淀完全；最后一次洗涤液呈中性；
（3）①x=0.6时，铁的总价态为（4-0.6）×2-2=4.8，
设1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为xmol、ymol，
则有x+y=2，2x+3y=4.8，联立解得：x=1.2，y=0.8，
则1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+的物质的量为1.2mol，则Fe2+占的百分率为
故答案为：60%；
②由流程图可以看出过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等，
故答案为：过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等（答两点即可）；
③因高温消耗较多的能源，则寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物，
故答案为：寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物．
解析
解：（1）Mn为+2价，则MnFe2O4中Fe的化合价为+3价，则Fe（NO3）n中n=3；
由MnFe2O4中可知：Fe和Mn的个数之比为2：1，所以Fe（NO3）3与Mn（NO3）2 二者的物质的量之比 2：1，
所以其质量之比为：242×2：179=484：179；
故答案为：3；484：179；
（2）连续搅拌是为了让Fe（NO3）n和Mn（NO3）2充分反应，由于溶液显碱性，则洗涤至洗涤液为中性时，说明沉淀上没有溶液中的离子，即沉淀已经洗涤干净；
故答案为：充分反应或沉淀完全；最后一次洗涤液呈中性；
（3）①x=0.6时，铁的总价态为（4-0.6）×2-2=4.8，
设1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为xmol、ymol，
则有x+y=2，2x+3y=4.8，联立解得：x=1.2，y=0.8，
则1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+的物质的量为1.2mol，则Fe2+占的百分率为
故答案为：60%；
②由流程图可以看出过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等，
故答案为：过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等（答两点即可）；
③因高温消耗较多的能源，则寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物，
故答案为：寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物．
实验室常用强氧化剂（如KMnO4、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸的方法来制备氯气．某研究性学习小组欲探究用Na2O2与浓盐酸制备并检验氯气．供选用的实验试剂及装置如下（部分导管、蒸馏水略）：
（1）写出用Na2O2与浓盐酸制备氯气的化学方程式______．
（2）下列装置组合最合理的是______（填序号，需考虑实验结束撤除装置时残留有害气体的处理）．
（3）尾气经处理后仍有较多气体排出，其主要原因可用化学方程式表示为：______．
（4）某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好，请你给出两条合适的理由：
①______，
②______．
（5）你是否同意将Na2O2与浓盐酸的反应作为实验室制备氯气的方法之一？______（填“是”或“否”）；
理由是______．
正确答案
解：（1）过氧化钠有强氧化性能把浓盐酸氧化生成氯气，同时自身被还原生成水，结合原子守恒写出其反应方程式为：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O，
故答案为：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O；
（2）用过氧化钠和浓盐酸制取氯气，反应物状态是固液混合，所以盛放液体用分液漏斗，易控制流量，浓盐酸挥发性较强，所以要采用密封装置，防止其挥发，利用产生气体的压强时盐酸流下，所以反应装置选④⑥；
浓盐酸具有挥发性，所以产生的气体中含有氯化氢，用饱和食盐水洗气，为防止洗气瓶内压强过大，应有一个缓冲装置，故选⑤；
用淀粉碘化钾溶液检验氯气，故选⑧；
氯气有毒不能直接排空，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，且尾气量较少，不需要缓冲装置即可，故选①，
故答案为：D；
（3）过氧化钠极易和水反应生成氧气，过氧化钠也能把浓盐酸氧化生成氯气，自身被还原为氧气，所以制取的气体中可能含有氧气，反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑），
故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑）；
（4）从原料的利用率、成本、过氧化钠的性质及生成气体的性质来来考虑，所以其理由是：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低； ②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2，用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2，
故答案为：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低； ②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2，用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2；
（5）过氧化钠具有强氧化性，能把浓盐酸氧化生成氯气，自身被还原生成氧气，且过氧化钠和水反应也生成氧气，氯气和氧气混合后不易分离，所以得不到较纯净的氯气，故答案为：否；产物不纯且难以分离．
解析
解：（1）过氧化钠有强氧化性能把浓盐酸氧化生成氯气，同时自身被还原生成水，结合原子守恒写出其反应方程式为：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O，
故答案为：Na2O2+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2H2O；
（2）用过氧化钠和浓盐酸制取氯气，反应物状态是固液混合，所以盛放液体用分液漏斗，易控制流量，浓盐酸挥发性较强，所以要采用密封装置，防止其挥发，利用产生气体的压强时盐酸流下，所以反应装置选④⑥；
浓盐酸具有挥发性，所以产生的气体中含有氯化氢，用饱和食盐水洗气，为防止洗气瓶内压强过大，应有一个缓冲装置，故选⑤；
用淀粉碘化钾溶液检验氯气，故选⑧；
氯气有毒不能直接排空，应该用氢氧化钠溶液吸收尾气，且尾气量较少，不需要缓冲装置即可，故选①，
故答案为：D；
（3）过氧化钠极易和水反应生成氧气，过氧化钠也能把浓盐酸氧化生成氯气，自身被还原为氧气，所以制取的气体中可能含有氧气，反应方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑），
故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（或4Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑）；
（4）从原料的利用率、成本、过氧化钠的性质及生成气体的性质来来考虑，所以其理由是：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低； ②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2，用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2，
故答案为：①Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低； ②双氧水比Na2O2更经济；③产生等量的Cl2，用双氧水消耗的盐酸的量少；④Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应；⑤Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2；
（5）过氧化钠具有强氧化性，能把浓盐酸氧化生成氯气，自身被还原生成氧气，且过氧化钠和水反应也生成氧气，氯气和氧气混合后不易分离，所以得不到较纯净的氯气，故答案为：否；产物不纯且难以分离．
实验室用如图所示的仪器药品制取氯化铁粉末，已知氯化铁粉末很容易吸水生成结晶水化合物FeCl3+6H2O=FeCl3•6H2O，
（1）按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是（填仪器接口顺序）①接______，______接______，______接______
（2）烧瓶A中反应的离子方程式是______，B中反应的化学方程式是______
（3）容器D的作用是______，容器E的作用是______
（4）A、B中的酒精灯应先点燃______处（填“A”或“B”）的酒精灯，理由是______
（5）这套实验装置是否完整？______（填“是”或“否”），若不完整还须补充______装置（若第一问填“是”，则此问不需要作答）
正确答案
解：（1）用A 装置制备氯气①，气体分别通入E盛有饱和氯化钠溶液的洗气瓶除去氯气中的氯化氢接⑦，⑥和D盛有浓硫酸的洗气瓶除去氯气中的水蒸气接④，⑤，除杂干燥后和B装置中的铁反应接②，装置C防止空气中的水蒸气进入，
故答案为：⑦⑥④⑤②；
（2）烧瓶A中反应MnO2+4HCl
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
（3）容器D中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，所以可用浓硫酸干燥氯气；容器E中是饱和的氯化钠溶液，浓盐酸有挥发性，所以氯气中含有氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，
故答案为：吸收水分；吸收氯气中的氯化氢气体；
（4）A处是制取氯气，B处是氯气和铁反应，所以先点A，使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化；
故答案为：A；使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化；
（5）氯气有毒，污染环境，所以不能排空，所以这套实验装置不完整，氯气能和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，所以可用氢氧化钠吸收多余的氯气装置作补充，
故答案为：否；装有氢氧化钠溶液的烧杯或尾气吸收；
解析
解：（1）用A 装置制备氯气①，气体分别通入E盛有饱和氯化钠溶液的洗气瓶除去氯气中的氯化氢接⑦，⑥和D盛有浓硫酸的洗气瓶除去氯气中的水蒸气接④，⑤，除杂干燥后和B装置中的铁反应接②，装置C防止空气中的水蒸气进入，
故答案为：⑦⑥④⑤②；
（2）烧瓶A中反应MnO2+4HCl
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
（3）容器D中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，所以可用浓硫酸干燥氯气；容器E中是饱和的氯化钠溶液，浓盐酸有挥发性，所以氯气中含有氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，
故答案为：吸收水分；吸收氯气中的氯化氢气体；
（4）A处是制取氯气，B处是氯气和铁反应，所以先点A，使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化；
故答案为：A；使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化；
（5）氯气有毒，污染环境，所以不能排空，所以这套实验装置不完整，氯气能和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，所以可用氢氧化钠吸收多余的氯气装置作补充，
故答案为：否；装有氢氧化钠溶液的烧杯或尾气吸收；
（2015•黄冈模拟）利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质．工艺流程图及有关数据如下：
请回答下列问题：
（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为______，图中处理气体X要能够体现绿色化学思想，还需补充气体______（填化学式）．
（2）若溶液I中c（Cu2+）为0.05mol•L-1，则溶液Ⅱ中c（Fe3+）＞______mol•L-1．
（3）若固体A是Zn，取9.61g固体C溶解于足量的500mL2mol•L-1稀硝酸中，共收集到标准状况下2.24L的气体，向所得溶液中加入2mol•L-1NaOH溶液，则当生成沉淀最多时，沉淀的质量为______g；若固体A是另一种物质，取部分固体C于试管中，加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体，则该反应的离子方程式为______．
（4）溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥，即得到较纯净的硫酸锌晶体；溶液Ⅲ还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物，理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质，则该杂质是______（填化学式）．
（5）金属锌常用作酸性干电池的负极，干电池不使用时，由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应：2NH
正确答案
解：（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应，铜被氧化成+2价的铜离子，硝酸被还原成+2价的一氧化氮，反应为：3Cu+2HNO3（稀）+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，气体X为一氧化氮，补充氧气在溶液中可发生4NO+O2+2H2O=4HNO3，全部转化成硝酸循环使用，能够体现绿色化学思想，
故答案为：3Cu+2HNO3（稀）+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；O2；
（2）固体B为氢氧化铜沉淀，固体C含氢氧化铁沉淀，若溶液I中c（Cu2+）为0.05mol•L-1，根据C（Cu2+）×C2（OH-）＞Ksp（Cu（OH）2），C2（OH-）=
故答案为：4×10-11；
（3）若固体A是Zn，取9.61g固体C溶解于足量的500mL2mol•L-1稀硝酸中，而最终为氢氧化物，故沉淀质量为金属质量加上金属阳离子结合氢氧根质量，氢氧根物质的量与金属失电子物质的量相等，而电子与硝酸根结合生成NO，故有氢氧根物质的量为
故答案为：14.71；ZnS+2H+=H2S↑+Zn2+；
（4）溶液Ⅲ为硫酸锌溶液，制备七水合硫酸锌，防止结晶水失水，需冷却结晶，溶液Ⅲ还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液，铵根离子水解抑制锌离子水解，因氢氧化锌的Ksp小于硫化锌，用Na2S溶液作为反应物，制得的ZnS含有较多的杂质Zn（OH）2，
故答案为：冷却结晶；Zn（OH）2；
（5）铅蓄电池放电时，Pb作负极、PbO2作正极，负极上Pb失电子而SO42-反应生成PbSO4，反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，正极上PbO2得电子和SO42-、H+反应生成PbSO4和H2O，正极反应式为：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑，铅蓄电池不使用时，正极PbO2与硫酸发生还原反应，Pb（+4→+2），O（-2→0），发生氧化还原反应：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑，
故答案为：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑．
解析
解：（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应，铜被氧化成+2价的铜离子，硝酸被还原成+2价的一氧化氮，反应为：3Cu+2HNO3（稀）+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，气体X为一氧化氮，补充氧气在溶液中可发生4NO+O2+2H2O=4HNO3，全部转化成硝酸循环使用，能够体现绿色化学思想，
故答案为：3Cu+2HNO3（稀）+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；O2；
（2）固体B为氢氧化铜沉淀，固体C含氢氧化铁沉淀，若溶液I中c（Cu2+）为0.05mol•L-1，根据C（Cu2+）×C2（OH-）＞Ksp（Cu（OH）2），C2（OH-）=
故答案为：4×10-11；
（3）若固体A是Zn，取9.61g固体C溶解于足量的500mL2mol•L-1稀硝酸中，而最终为氢氧化物，故沉淀质量为金属质量加上金属阳离子结合氢氧根质量，氢氧根物质的量与金属失电子物质的量相等，而电子与硝酸根结合生成NO，故有氢氧根物质的量为
故答案为：14.71；ZnS+2H+=H2S↑+Zn2+；
（4）溶液Ⅲ为硫酸锌溶液，制备七水合硫酸锌，防止结晶水失水，需冷却结晶，溶液Ⅲ还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液，铵根离子水解抑制锌离子水解，因氢氧化锌的Ksp小于硫化锌，用Na2S溶液作为反应物，制得的ZnS含有较多的杂质Zn（OH）2，
故答案为：冷却结晶；Zn（OH）2；
（5）铅蓄电池放电时，Pb作负极、PbO2作正极，负极上Pb失电子而SO42-反应生成PbSO4，反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，正极上PbO2得电子和SO42-、H+反应生成PbSO4和H2O，正极反应式为：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑，铅蓄电池不使用时，正极PbO2与硫酸发生还原反应，Pb（+4→+2），O（-2→0），发生氧化还原反应：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑，
故答案为：2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑．
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