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简答题

某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量.查阅资料得知,铝土矿的主要成分是Al2O3,杂质是Fe2O3、SiO2等.从铝土矿中提取Al2O3的过程如下:

(1)固体B的主要用途有(写出1条即可):______

(2)第①步,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是:

______

______

第③步中,生成氢氧化铝的化学方程式是:______

(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,则该铝土矿中Al2O3的质量分数是:______.(保留一位小数)

(4)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应,每消耗0.5mol 碳单质,转移1mol电子,反应的化学方程式是______

正确答案

解:(1)向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁,氧化铁可作为炼铁的原料,氧化铁为红色,可用作涂料、油漆等,

故答案为:炼铁原料、用作涂料、油漆等;

(2)根据框图流程,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,氧化铝是两性氧化物,既溶液强酸又溶于强碱.只Fe2O3溶于强酸,不溶于碱,SiO2只溶于强碱,不溶于酸,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,

则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,

固体B是氧化铁,A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠,则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝,发生反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,

即固体C是硅酸,D中含有氯化铝和盐酸,因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水,则生成氢氧化铝的方程式是AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,

故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl;

(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的.又因为氧化铝可以写成Al2O3•3H2O的形式,所以质量分数是×100%=65.4%,

故答案为:65.4%;

(4)Cl2有强氧化性,碳具有还原性,每消耗0.5 mol 碳单质,转移1mol电子,这说明反应中碳失去2个电子,即氧化产物是CO,所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO,

故答案为:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;

解析

解:(1)向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁,氧化铁可作为炼铁的原料,氧化铁为红色,可用作涂料、油漆等,

故答案为:炼铁原料、用作涂料、油漆等;

(2)根据框图流程,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,氧化铝是两性氧化物,既溶液强酸又溶于强碱.只Fe2O3溶于强酸,不溶于碱,SiO2只溶于强碱,不溶于酸,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,

则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,

固体B是氧化铁,A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠,则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝,发生反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,

即固体C是硅酸,D中含有氯化铝和盐酸,因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水,则生成氢氧化铝的方程式是AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,

故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl;

(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的.又因为氧化铝可以写成Al2O3•3H2O的形式,所以质量分数是×100%=65.4%,

故答案为:65.4%;

(4)Cl2有强氧化性,碳具有还原性,每消耗0.5 mol 碳单质,转移1mol电子,这说明反应中碳失去2个电子,即氧化产物是CO,所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO,

故答案为:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;

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某化工厂联合生产纯碱、镁、阻燃剂.以白云石(CaCO3•MgCO3)为原料冶炼镁:经高温煅烧生成的氧化物在还原炉中经1200℃用硅铁还原生成镁蒸汽(铁化合价不变),镁蒸汽经冷凝为粗镁;同时以海水为原料制碱和制阻燃剂.具体流程如下:

(1)分别写出A、B、C的化学式__________________;沉淀池中反应的化学方程式是______

(2)硅铁还原生成镁蒸汽时选择低压和1200℃,试分析选择这种反应条件的原因______

(3)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应生成碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]沉淀,此时溶液中主要溶质是(写化学式)______

(4)描述流程中相关操作Ⅰ包括过滤、____________

(5)已知:Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)-81.5kJ;

Al(OH)3(s)→0.5Al2O3(s)+1.5H2O(g)-87.7kJ

①Mg(OH)2能起阻燃作用,其原因是______

②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是______

(6)某化工厂利用上图所示流程联合生产纯碱、镁、阻燃剂,试分析该生产的优点______

正确答案

解:(1)白云石(CaCO3•MgCO3)煅烧得到氧化钙、氧化镁、二氧化碳;CO2与NH3和NaCl反应得到NaHCO3和NH4Cl:CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:CO2;MgO;CaO;CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;

(2)低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,故答案为:低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,从速率和平衡2个角度都有利于镁的生成;

(3)MgCl2与氢氧化钙反应生成碱式氯化镁沉淀和氯化钙,故答案为:CaCl2

(4)沉淀池反应得到碳酸氢钠,碳酸氢钠经过洗涤、煅烧得到碳酸钠,故答案为:洗涤、煅烧(或加热);

(5)①Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO,故答案为:Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、覆盖在可燃物表面,产生阻燃作用; ②等质量Mg(OH)2比Al(OH)3分解吸收的热量多,故答案为:Mg(OH)2

(6)原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用,故答案为:原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用、产品结构的多样化.

解析

解:(1)白云石(CaCO3•MgCO3)煅烧得到氧化钙、氧化镁、二氧化碳;CO2与NH3和NaCl反应得到NaHCO3和NH4Cl:CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:CO2;MgO;CaO;CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;

(2)低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,故答案为:低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,从速率和平衡2个角度都有利于镁的生成;

(3)MgCl2与氢氧化钙反应生成碱式氯化镁沉淀和氯化钙,故答案为:CaCl2

(4)沉淀池反应得到碳酸氢钠,碳酸氢钠经过洗涤、煅烧得到碳酸钠,故答案为:洗涤、煅烧(或加热);

(5)①Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO,故答案为:Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、覆盖在可燃物表面,产生阻燃作用; ②等质量Mg(OH)2比Al(OH)3分解吸收的热量多,故答案为:Mg(OH)2

(6)原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用,故答案为:原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用、产品结构的多样化.

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简答题

昆石属于稀有的石种,其成分主要是二氧化硅以及铁、钠、钙元素的氧化物,根据图示流程回答有关问题.

(1)操作1和操作4的名称分别是______   和______

(2)写出加CaO时发生反应的离子方程式:______

(3)在沉淀2后,依次进行了洗涤、干燥、灼烧操作,证明沉淀已经洗涤干净的操作是______

(4)证明滤液3含有钠元素的方法是______

(5)写出能证明红棕色固体中含有金属元素的操作过程、现象、结论.______

正确答案

解:(1)操作1之后出现沉淀和滤液,则操作1是过滤;操作4出现晶体,则操作4是蒸发结晶,故答案为:过滤;蒸发结晶;

(2)加CaO时,CaO和H2O反应生成氢氧化钙,CaO调节pH生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓,

故答案为:CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓;

(3)FeCl3水解生成Fe(OH)3,沉淀中附着Cl-,可以检验Cl-来判断沉淀是否已经洗涤干净,其操作为取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;

故答案为:取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;

(4)钠元素不能生成沉淀,常用焰色反应检验钠元素,操作为用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素,

故答案为:用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素;

(5)红棕色固体为Fe(OH)3,证明是否含有Fe3+,首先取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素,

故答案为:取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素.

解析

解:(1)操作1之后出现沉淀和滤液,则操作1是过滤;操作4出现晶体,则操作4是蒸发结晶,故答案为:过滤;蒸发结晶;

(2)加CaO时,CaO和H2O反应生成氢氧化钙,CaO调节pH生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓,

故答案为:CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓;

(3)FeCl3水解生成Fe(OH)3,沉淀中附着Cl-,可以检验Cl-来判断沉淀是否已经洗涤干净,其操作为取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;

故答案为:取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;

(4)钠元素不能生成沉淀,常用焰色反应检验钠元素,操作为用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素,

故答案为:用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素;

(5)红棕色固体为Fe(OH)3,证明是否含有Fe3+,首先取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素,

故答案为:取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素.

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简答题

食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.

(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如图1:

①提纯粗盐的流程中,实验操作①②③依次为(填操作名称)操作①______,操作②______,操作③______

②欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子,选出沉淀剂所代表的物质,按滴加顺序依次为__________________(只填化学式).

提供试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO32溶液

(2)如图2为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况.据图分析:该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[Fe(OH)3]______Ksp[Mg(OH)2](填:“>”“=”或“<”.下同).b和c两点的c[H+]•c[OH-]的关系为______;由d点到a点可通过______方法实现.

(3)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液,如图3则:

①电解池中的X极上的电极反应式为______,在X极附近观察到的现象是______

②Y电极上的咆极反应式为______,检验该电极反应产物的方法是______

正确答案

解:(1)提纯粗盐的流程中,先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,得到含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子的氯化钠溶液,加入相应的试剂,除去杂质离子,过滤,得到氯化钠的溶液,最后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,

①先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,最后得到氯化钠的溶液后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,故答案为:溶解;过滤;蒸发;

②除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Fe3+、Ca2+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,

故答案为:NaOH;BaCl2;Na2CO3(或是其他合理答案);

(2)根据图象上的点可以知道,当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时,对应的氢离子浓度的大小关系,结合Ksp(氢氧化铁)=c(Fe3+)•c(OH-3,Ksp(氢氧化镁)=c(Mg2+)•c(OH-2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],水的离子积Kw=c[H+]•c[OH-],只受温度的影响,b、c温度相等,所以b和c两点的c[H+]•c[OH-]是相等的,由d点到a点,pH不变,但是镁离子浓度增加,可以加入氯化镁来实现,

故答案为:<;=;加MgCl2

(3)①和电源的负极相连的电极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,X电极负极水的电离被破坏,氢氧根离子浓度增大,溶液呈红色,

故答案为:2H++2e-=H2↑;溶液变红色;

②和电源的正极相连的电极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色.

解析

解:(1)提纯粗盐的流程中,先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,得到含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子的氯化钠溶液,加入相应的试剂,除去杂质离子,过滤,得到氯化钠的溶液,最后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,

①先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,最后得到氯化钠的溶液后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,故答案为:溶解;过滤;蒸发;

②除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Fe3+、Ca2+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,

故答案为:NaOH;BaCl2;Na2CO3(或是其他合理答案);

(2)根据图象上的点可以知道,当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时,对应的氢离子浓度的大小关系,结合Ksp(氢氧化铁)=c(Fe3+)•c(OH-3,Ksp(氢氧化镁)=c(Mg2+)•c(OH-2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],水的离子积Kw=c[H+]•c[OH-],只受温度的影响,b、c温度相等,所以b和c两点的c[H+]•c[OH-]是相等的,由d点到a点,pH不变,但是镁离子浓度增加,可以加入氯化镁来实现,

故答案为:<;=;加MgCl2

(3)①和电源的负极相连的电极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,X电极负极水的电离被破坏,氢氧根离子浓度增大,溶液呈红色,

故答案为:2H++2e-=H2↑;溶液变红色;

②和电源的正极相连的电极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色.

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简答题

根据铝土矿(主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)生产铝的流程图回答下列问题:

(1)用NaOH溶液溶解铝土矿中______物质,写出有关的化学方程式______

(2)NaOH溶解铝土矿后,滤液中的主要成分是______,残渣是______

(3)把滤液酸化的目的是______,写出反应的主要方程式______

(4)为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化,而是通足量的CO2酸化______

正确答案

解:铝土矿(主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)加入氢氧化钠溶液后,Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和硅酸钠,Fe2O3等杂质难溶,过滤后,形成残渣,滤液中的偏铝酸钠和硅酸钠与足量的二氧化碳反应生成难溶性的氢氧化铝沉淀,灼烧分解生成氧化铝,经过电解生成铝单质,

(1)铝土矿中的成分Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠,反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠,反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,故答案为:Al2O3、SiO2;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;

(2)铝土矿中的成分Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2和Na2SiO3,由于SiO2量较少,滤液中的主要成分是NaAlO2,Fe2O3不与NaOH溶液反应,过滤后成为滤渣,故答案为:NaAlO2;Fe2O3

(3)通入足量的二氧化碳酸化滤液,使NaAlO2转化成Al(OH)3沉淀,反应方程式为CO2+NaAlO2+2H2O═Al(OH)3↓+NaHCO3,故答案为:使NaAlO2转化成Al(OH)3沉淀;CO2+NaAlO2+2H2O═Al(OH)3↓+NaHCO3

(4)氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解,无法控制加入盐酸的量,故答案为:生成氢氧化铝能够溶于盐酸.

解析

解:铝土矿(主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)加入氢氧化钠溶液后,Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和硅酸钠,Fe2O3等杂质难溶,过滤后,形成残渣,滤液中的偏铝酸钠和硅酸钠与足量的二氧化碳反应生成难溶性的氢氧化铝沉淀,灼烧分解生成氧化铝,经过电解生成铝单质,

(1)铝土矿中的成分Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠,反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠,反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,故答案为:Al2O3、SiO2;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;

(2)铝土矿中的成分Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2和Na2SiO3,由于SiO2量较少,滤液中的主要成分是NaAlO2,Fe2O3不与NaOH溶液反应,过滤后成为滤渣,故答案为:NaAlO2;Fe2O3

(3)通入足量的二氧化碳酸化滤液,使NaAlO2转化成Al(OH)3沉淀,反应方程式为CO2+NaAlO2+2H2O═Al(OH)3↓+NaHCO3,故答案为:使NaAlO2转化成Al(OH)3沉淀;CO2+NaAlO2+2H2O═Al(OH)3↓+NaHCO3

(4)氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解,无法控制加入盐酸的量,故答案为:生成氢氧化铝能够溶于盐酸.

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简答题

利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体.生产过程如图:

试回答下列问题:

(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,其目的是______,可能发生反应的离子方程式有______

(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧,检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物.原因是

①灼烧不充分Cu未被完全氧化.

②CuO被还原.还原剂是______,该反应的化学方程式是______

(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,也加入适量的H2O2溶液,并控温在50~60℃,持续反应1h.请回答下列问题:

①反应时温度必须控制在50~60℃,温度不宜过高,这样操作的目的是______

②写出反应的化学方程式:______

(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为______

(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶,也可达到充分酸溶的目的,但实际操作中较少使用,原因可能是______

正确答案

解:废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体的生产流程:将金属铁投入硫酸铜中,可以置换出金属铜,金属铜可以和氧气在灼烧下发生反应生成氧化铜(废铜中含有的有机物质含有碳元素,灼烧会产生碳单质或是CO,具有还原性,可以和氧化铜在加热下发生反应,得到金属铜),氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液.

(1)除铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,目的是出去铁锈,发生的反应可能有:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe═3Fe2+,Fe+2H+═Fe2++H2↑,故答案为:去铁丝表面的氧化物;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe═3Fe2+,Fe+2H+═Fe2++H2↑;

(2)废铜中含有的有机物质含有碳元素,灼烧会产生碳单质或是CO,具有还原性,可以和氧化铜在加热下发生反应,得到金属铜,2CuO+C2Cu+CO2↑或CuO+COCu+CO2,故答案为:C或CO;2CuO+C2Cu+CO2↑或CuO+COCu+CO2

(3)①反应时温度必须控制在50~60℃,温度不宜过高,防止双氧水分解,故答案为:防止双氧水分解;

②金属铜、双氧水在硫酸酸性环境下可以发生反应得到硫酸铜,氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液,即CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O,故答案为:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O;

(4)硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸铜晶体,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;

(5)金属铜可以和浓硫酸在加热的条件下发生反应得到硫酸铜、水以及二氧化硫,①Cu+2H2SO4(浓硫酸)CuSO4+2H2O+SO2↑,②2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,生成等量的硫酸铜晶体方法①所消耗的硫酸更多,且会产生污染大气的气体SO2,故答案为:生成等量的硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多,且会产生污染大气的气体SO2

解析

解:废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体的生产流程:将金属铁投入硫酸铜中,可以置换出金属铜,金属铜可以和氧气在灼烧下发生反应生成氧化铜(废铜中含有的有机物质含有碳元素,灼烧会产生碳单质或是CO,具有还原性,可以和氧化铜在加热下发生反应,得到金属铜),氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液.

(1)除铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,目的是出去铁锈,发生的反应可能有:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe═3Fe2+,Fe+2H+═Fe2++H2↑,故答案为:去铁丝表面的氧化物;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe═3Fe2+,Fe+2H+═Fe2++H2↑;

(2)废铜中含有的有机物质含有碳元素,灼烧会产生碳单质或是CO,具有还原性,可以和氧化铜在加热下发生反应,得到金属铜,2CuO+C2Cu+CO2↑或CuO+COCu+CO2,故答案为:C或CO;2CuO+C2Cu+CO2↑或CuO+COCu+CO2

(3)①反应时温度必须控制在50~60℃,温度不宜过高,防止双氧水分解,故答案为:防止双氧水分解;

②金属铜、双氧水在硫酸酸性环境下可以发生反应得到硫酸铜,氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液,即CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O,故答案为:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O;

(4)硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸铜晶体,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;

(5)金属铜可以和浓硫酸在加热的条件下发生反应得到硫酸铜、水以及二氧化硫,①Cu+2H2SO4(浓硫酸)CuSO4+2H2O+SO2↑,②2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,生成等量的硫酸铜晶体方法①所消耗的硫酸更多,且会产生污染大气的气体SO2,故答案为:生成等量的硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多,且会产生污染大气的气体SO2

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题型: 单选题
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单选题

为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序:(  )

①过滤

②加过量NaOH溶液   

③加适量盐酸

④加过量Na2CO3溶液

⑤加过量BaCl2溶液.

A①④①②⑤③

B①②⑤④①③

C①②④⑤③

D④②⑤

正确答案

B

解析

解:为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,先过滤除去泥沙,再加NaOH除去Mg2+,加过量BaCl2溶液除去SO42-,加过量Na2CO3溶液除去Ca2+及过量钡离子,过滤除去沉淀,最后加适量盐酸,则正确的顺序为①②⑤④①③,

故选B.

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题型:简答题
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简答题

工业上用铝土矿 (主要成分为Al2O3、Fe2O、SiO2)提取氧化铝做冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

(1)第一步在铝土矿中加入盐酸后的实验基本操作是______,若在固体B中加入氢氧化钠溶液______(填”会”或”不会”)发生反应,若会,则写出反应的离子方程式______

(2)验证滤液A中是否含Fe3+,可取少量滤液A并加入______(填试剂化学式),现象是______

(3)在整个操作过程中______(填“是”“否”)有氧化还原反应;写出碳酸氢钠的一种用途______

正确答案

解:(1)①加盐酸,只有SiO2不反应,氧化铝、氧化铁均与盐酸反应,所以加入盐酸后的实验基本操作是过滤,二氧化硅是酸性氧化物,能与碱反应生成硅酸钠,SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,故答案为:过滤;会;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;

(2)Fe3+与硫氰化钾溶液反应,使溶液变红色,检验滤液A中是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液A,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

故答案为:硫氰化钾;取少量滤液A,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

(3)整个过程所有反应无化合价的变化,无氧化还原反应;碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等,

故答案为:否;制纯碱或做发酵粉等.

解析

解:(1)①加盐酸,只有SiO2不反应,氧化铝、氧化铁均与盐酸反应,所以加入盐酸后的实验基本操作是过滤,二氧化硅是酸性氧化物,能与碱反应生成硅酸钠,SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,故答案为:过滤;会;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;

(2)Fe3+与硫氰化钾溶液反应,使溶液变红色,检验滤液A中是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液A,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

故答案为:硫氰化钾;取少量滤液A,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

(3)整个过程所有反应无化合价的变化,无氧化还原反应;碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等,

故答案为:否;制纯碱或做发酵粉等.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•桐乡市校级期中)某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水硫酸铜.

已知Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示:

请回答下列问题:

(1)在整个实验过程中,下列实验装置不可能用到的是______(填序号)

(2)溶液A中所含溶质为______

(3)物质X应选用______(填序号),沉淀Ⅱ的主要成分是______

①氯水       ②双氧水        ③铁粉         ④高锰酸钾

(4)从溶液C中制取硫酸铜晶体的实验操作为______

(5)用“间接碘量法”可以测定溶液A中Cu2+(不含能与I-发生反应的杂质)的浓度.过程如下:

第一步:移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶,加水定容至100mL.

第二步:取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中,加入过量KI固体,充分反应生成白色沉淀与碘单质.

第三步:以淀粉溶液为指示剂,用0.05000mol•L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,前后共测定三组.达到滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下表:

(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-

①CuSO4溶液与KI的反应的离子方程式为______

②滴定中,试液Na2S2O3应放在______(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),判断滴定终点的依据是______

③溶液A中c(Cu2+)=______mol•L-1

正确答案

解:将粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)溶于过量硫酸,发生的反应有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,然后过滤,得到沉淀I为不溶于酸的杂质,溶液A中溶质为FeSO4、CuSO4和H2SO4,向溶液A中加入X调节pH过滤,得到溶液B,向溶液B中加入Cu(OH)2调节pH过滤,得到沉淀II,除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,应该先将FeSO4氧化为铁盐,为不引进新的杂质,氧化剂X应该为Cl2或H2O2,然后向溶液中加入Cu(OH)2调节溶液的pH,所以沉淀II为Fe(OH)3,然后将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O,最后在HCl氛围中加热CuSO4•5H2O得到CuSO4

(1)实验中用到的化学操作有称量、过滤(④)和蒸发(②),没有固液常温下制取气体(①)、分液(③)、以及热分解(⑤)操作,

故答案为:①③⑤;

(2)氧化铜和氧化亚铁分别与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,又硫酸过量,则溶质A的主要成分为:FeSO4、CuSO4、H2SO4,故答案为:CuSO4、FeSO4、H2SO4

(3)根据实验流程可知,测量氧化铜含量,需要获得纯净的硫酸铜晶体,应该先除去亚杂质铁离子、铁离子,由于亚铁离子完全沉淀的pH=9.6,此时铜离子也完全沉淀,而铁离子完全沉淀的pH=3.7,此时铜离子没有生成沉淀,所以应该加入X将亚铁离子氧化成铁离子,并且选用的氧化剂不能引进杂质离子,不能产生污染大气的气体,所以应该选用②(双氧水),2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,符合要求,铁粉具有还原性,氯水、高锰酸钾具有氧化性,但引入新的杂质,沉淀II为Fe(OH)3,故答案为:②;Fe(OH)3

(4)从溶液C中获得硫酸铜晶体,直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水,应该采用的操作方法为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥,

故答案为:蒸发浓缩 冷却结晶、过滤、自然干燥;

(5)①CuSO4与KI反应生成碘单质、碘化亚铜、硫酸钾,离子反应为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,故答案为:2Cu2++4I-═2CuI↓+I2

②Na2S2O3属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性,应用碱式滴定管盛放,淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变,说明滴定到达终点,

故答案为:碱式滴定管;最后一滴试液滴入,溶液由蓝色变为无色,振荡半分钟,溶液无明显变化;

③三次滴定消耗的标准液的体积分别为:(20.12-0.10)mL=20.02mL、(20.34-0.36)mL=19.98mL、(22.12-1.10)mL=21.02mL,前两组数据有效,所以平均体积为:20mL,由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可知,Cu2+~S2O32-,因移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶,加水定容至100mL,取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中,所以c(Cu2+)==0.5000mol/L,

故答案为:0.5000.

解析

解:将粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)溶于过量硫酸,发生的反应有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,然后过滤,得到沉淀I为不溶于酸的杂质,溶液A中溶质为FeSO4、CuSO4和H2SO4,向溶液A中加入X调节pH过滤,得到溶液B,向溶液B中加入Cu(OH)2调节pH过滤,得到沉淀II,除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,应该先将FeSO4氧化为铁盐,为不引进新的杂质,氧化剂X应该为Cl2或H2O2,然后向溶液中加入Cu(OH)2调节溶液的pH,所以沉淀II为Fe(OH)3,然后将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O,最后在HCl氛围中加热CuSO4•5H2O得到CuSO4

(1)实验中用到的化学操作有称量、过滤(④)和蒸发(②),没有固液常温下制取气体(①)、分液(③)、以及热分解(⑤)操作,

故答案为:①③⑤;

(2)氧化铜和氧化亚铁分别与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,又硫酸过量,则溶质A的主要成分为:FeSO4、CuSO4、H2SO4,故答案为:CuSO4、FeSO4、H2SO4

(3)根据实验流程可知,测量氧化铜含量,需要获得纯净的硫酸铜晶体,应该先除去亚杂质铁离子、铁离子,由于亚铁离子完全沉淀的pH=9.6,此时铜离子也完全沉淀,而铁离子完全沉淀的pH=3.7,此时铜离子没有生成沉淀,所以应该加入X将亚铁离子氧化成铁离子,并且选用的氧化剂不能引进杂质离子,不能产生污染大气的气体,所以应该选用②(双氧水),2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,符合要求,铁粉具有还原性,氯水、高锰酸钾具有氧化性,但引入新的杂质,沉淀II为Fe(OH)3,故答案为:②;Fe(OH)3

(4)从溶液C中获得硫酸铜晶体,直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水,应该采用的操作方法为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥,

故答案为:蒸发浓缩 冷却结晶、过滤、自然干燥;

(5)①CuSO4与KI反应生成碘单质、碘化亚铜、硫酸钾,离子反应为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,故答案为:2Cu2++4I-═2CuI↓+I2

②Na2S2O3属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性,应用碱式滴定管盛放,淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变,说明滴定到达终点,

故答案为:碱式滴定管;最后一滴试液滴入,溶液由蓝色变为无色,振荡半分钟,溶液无明显变化;

③三次滴定消耗的标准液的体积分别为:(20.12-0.10)mL=20.02mL、(20.34-0.36)mL=19.98mL、(22.12-1.10)mL=21.02mL,前两组数据有效,所以平均体积为:20mL,由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可知,Cu2+~S2O32-,因移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶,加水定容至100mL,取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中,所以c(Cu2+)==0.5000mol/L,

故答案为:0.5000.

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题型: 单选题
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单选题

下列实验方法不能达到目的是(  )

A用重结晶法(加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、滤出晶体)提纯苯甲酸

B用水鉴别乙酸、苯、硝基苯三种无色液体

C用核磁共振氢谱鉴定未知物C2H6O的分子结构

D用无水乙醇作萃取剂从碘水中萃取碘单质

正确答案

D

解析

解:A、苯甲酸的溶解度随着温度的升高而升高,加热后缓慢降温会使其析出颗粒较大的晶体,所以常可以采用重结晶法的方法来提纯苯甲酸,故A正确;

B、乙酸和水是互溶的,苯不溶于水,密度小于水,和水混合后分层,苯在上层,硝基苯在水中不溶,密度大于水,和水混合后分层,硝基苯在下层,现象不同,故B正确;

C、核磁共振氢谱可以确定有机物的分子结构,故C正确;

D、无水乙醇和水是互溶的,不能做萃取剂,可以用四氯化碳作萃取剂从碘水中萃取碘,故D错误.

故选:D.

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