- 物质的检验
- 共3564题
ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料.某课题组设计由含锌工业废料(含Fe、Cu、Mn等杂质)生产ZnO的工艺流程如下:
已知:黄钠铁矾在pH为1.5,温度为90℃时完全沉淀,且易于过滤.
2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O
(1)步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+外,还含有的金属离子有______、______,所加试剂X为Na2SO4和______的混合液.
(2)步骤②可进一步氧化除去铁,还氧化除去了Mn2+,除去Mn2+的离子方程式为______;步骤③所加试剂是______,整个工艺流程中可以循环使用的物质是______.
(3)步骤⑤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是______.
(4)步骤④碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3•xZn(OH)2•yH2O],取该样品7.18g,充分灼烧后,测得残留固体质量为4.86g,将所得气体通入足量澄清石灰水中,得到2.00g沉淀,则此碱式碳酸锌的化学式是______
正确答案
解:铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+;Mn2+可与双氧水反应生成MnO(OH)2↓;锌能与铜离子反应生成铜单质;硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌,碳酸锌受热分解生成氧化锌和水,
(1)铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+,Fe2+能被氧化为Fe3+,浸取液课得到黄钠铁钒,说明X为Na2SO4和H2SO4的混合液,
故答案为:Fe3+;Cu2+;H2SO4;
(2)Mn2+可与双氧水反应生成MnO(OH)2↓,离子方程式:Mn2++H2O2+H2O═MnO(OH)2↓+2H+;锌能与铜离子反应生成铜单质;硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌,Na2SO4可以循环使用,
故答案为:Mn2++H2O2+H2O═MnO(OH)2↓+2H+;Zn;Na2SO4;
(3)检验沉淀是否洗涤干净的操作方法为:取最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净;
(4)碱式碳酸锌6.82 g,充分灼烧后测得残留物质为氧化锌,质量为4.86 g,物质的量为:=0.06mol,锌的质量为3.9g.将所得气体是二氧化碳,沉淀碳酸钙是2.0 g,物质的量为0.02mol.碳酸根的物质的量为0.02mol.
根据电荷守恒:0.06mol×2=0.02mol×2+X,
得氢氧根的物质的量为X=0.08mol,
由碱式碳酸锌6.82 g减去锌的质量,碳酸根和氢氧根的质量,剩下的就为水的质量:6.82-3.9-0.02×60-0.08×17=0.36g,物质的量为0.02mol,
故碱式碳酸锌的组成ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O 或Zn3(OH)4CO3•H2O,
故答案为:ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O或Zn3(OH)4CO3•H2O.
解析
解:铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+;Mn2+可与双氧水反应生成MnO(OH)2↓;锌能与铜离子反应生成铜单质;硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌,碳酸锌受热分解生成氧化锌和水,
(1)铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+,Fe2+能被氧化为Fe3+,浸取液课得到黄钠铁钒,说明X为Na2SO4和H2SO4的混合液,
故答案为:Fe3+;Cu2+;H2SO4;
(2)Mn2+可与双氧水反应生成MnO(OH)2↓,离子方程式:Mn2++H2O2+H2O═MnO(OH)2↓+2H+;锌能与铜离子反应生成铜单质;硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌,Na2SO4可以循环使用,
故答案为:Mn2++H2O2+H2O═MnO(OH)2↓+2H+;Zn;Na2SO4;
(3)检验沉淀是否洗涤干净的操作方法为:取最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净;
(4)碱式碳酸锌6.82 g,充分灼烧后测得残留物质为氧化锌,质量为4.86 g,物质的量为:=0.06mol,锌的质量为3.9g.将所得气体是二氧化碳,沉淀碳酸钙是2.0 g,物质的量为0.02mol.碳酸根的物质的量为0.02mol.
根据电荷守恒:0.06mol×2=0.02mol×2+X,
得氢氧根的物质的量为X=0.08mol,
由碱式碳酸锌6.82 g减去锌的质量,碳酸根和氢氧根的质量,剩下的就为水的质量:6.82-3.9-0.02×60-0.08×17=0.36g,物质的量为0.02mol,
故碱式碳酸锌的组成ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O 或Zn3(OH)4CO3•H2O,
故答案为:ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O或Zn3(OH)4CO3•H2O.
粗食盐中除含有泥砂等不溶性杂质外还含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质.回答关于粗食盐提纯实验的问题:
(1)所给药品有:碳酸钠溶液、氯化钡溶液、盐酸、氢氧化钠溶液,除去食盐中下列杂质,选择所给药品填空:硫酸根______;钙离子______;镁离子______.
(2)过滤时玻璃棒的作用为______.
(3)实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:
①固定铁圈位置;
②放置酒精灯;
③放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液);
④加热搅拌;
⑤停止加热.
其正确的操作顺序为______.
正确答案
解:(1)硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀;钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀;
镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,
故答案为:氯化钡溶液;碳酸钠溶液;氢氧化钠溶液;
(2)过滤操作中,为了避免液体流到漏斗以外,需要用玻璃棒引流,故答案为:引流;
(3)组装仪器时要从下向上组装,酒精灯在铁圈和蒸发皿的下方,所以要先放酒精灯,通过酒精灯火焰外焰的高度决定铁圈的高度;然后再固定铁圈,放置蒸发皿;然后再点燃酒精灯加热,并搅拌,当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干,所以正确操作方法为:②①③④⑤,
故答案为:②①③④⑤.
解析
解:(1)硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀;钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀;
镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,
故答案为:氯化钡溶液;碳酸钠溶液;氢氧化钠溶液;
(2)过滤操作中,为了避免液体流到漏斗以外,需要用玻璃棒引流,故答案为:引流;
(3)组装仪器时要从下向上组装,酒精灯在铁圈和蒸发皿的下方,所以要先放酒精灯,通过酒精灯火焰外焰的高度决定铁圈的高度;然后再固定铁圈,放置蒸发皿;然后再点燃酒精灯加热,并搅拌,当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干,所以正确操作方法为:②①③④⑤,
故答案为:②①③④⑤.
某工厂的酸性废水中含有大量的Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+.为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了如下流程,回收铜和绿矾.
(1)工业废水中加入试剂A后,反应的离子方程式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、______.
(2)试剂B是______.
(3)操作③是蒸发浓缩、冷却结晶、______,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥.
(4)可用绿矾消除工业废水中+6价铬(Cr2O72-)的污染,使之转化为Cr3+,若处理1t废水(含Cr2O72- 10-3mol/kg),则需加入绿矾的质量至少为______.
正确答案
解:工厂的工业废水中含有大量的Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+,先加过量铁(A),过滤,得到D溶液为FeSO4,C为Cu和多余的铁,再向C中加过量稀硫酸,过滤得到的Cu,E为FeSO4,硫酸亚铁经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到绿矾晶体,
(1)酸性环境Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+中,能和金属铁发生反应的物质是Fe3+、Cu2+、H+,发生的反应有:Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、2Fe3++Fe═3Fe2+,故答案为:2Fe3++Fe═3Fe2+;
(2)试剂B是将金属铜和金属铁分离开的物质,可以选择稀硫酸,故答案为:H2SO4(硫酸);
(3)从FeSO4溶液中提取溶质晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥,防止变质,故答案为:过滤;
(4)亚铁离子变质会生成铁离子,(Cr2O72-)转化为Cr3+,根据电子守恒得到二者之间的关系式:Cr2O72-~6Fe2+,
Cr2O72-~6Fe2+
1 6
1000kg×10-3mol/kg 6mol
处理1t废水(含Cr2O72- 10-3mol/kg),则需加入绿矾的质量是6mol×278g/mol=1668g.故答案为:1668g.
解析
解:工厂的工业废水中含有大量的Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+,先加过量铁(A),过滤,得到D溶液为FeSO4,C为Cu和多余的铁,再向C中加过量稀硫酸,过滤得到的Cu,E为FeSO4,硫酸亚铁经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到绿矾晶体,
(1)酸性环境Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+中,能和金属铁发生反应的物质是Fe3+、Cu2+、H+,发生的反应有:Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、2Fe3++Fe═3Fe2+,故答案为:2Fe3++Fe═3Fe2+;
(2)试剂B是将金属铜和金属铁分离开的物质,可以选择稀硫酸,故答案为:H2SO4(硫酸);
(3)从FeSO4溶液中提取溶质晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥,防止变质,故答案为:过滤;
(4)亚铁离子变质会生成铁离子,(Cr2O72-)转化为Cr3+,根据电子守恒得到二者之间的关系式:Cr2O72-~6Fe2+,
Cr2O72-~6Fe2+
1 6
1000kg×10-3mol/kg 6mol
处理1t废水(含Cr2O72- 10-3mol/kg),则需加入绿矾的质量是6mol×278g/mol=1668g.故答案为:1668g.
电解铝技术的出现与成熟让铝从皇家珍品变成汽车、轮船、航天航空制造、化工生产等行业的重要材料.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3做冶炼铝的原料,某研究性学习小组设计了如下提取流程图
(1)固体Ⅱ的化学式为______,该固体的颜色为______;
(2)在实际工业生产流程⑤中需加入冰晶石,目的是______;
(3)写出流程③的离子方程式______;
(4)铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下会发生剧烈的反应,请举一例该反应的用途______.
(5)从铝土矿中提取铝的过程不涉及的化学反应类型是______;
A.复分解反应 B.氧化还原反应 C.置换反应 D.分解反应
(6)若向滤液Ⅰ中逐滴滴入NaOH溶液至过量,产生沉淀随NaOH滴入关系正确的是______
正确答案
解:铝土矿可以主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2,铝土矿加过量盐酸溶解后,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,而SiO2和HCl不反应,不能溶解,不溶物Ⅰ为SiO2;滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,过滤所得出的为Fe(OH)3,滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-,通入过量二氧化碳气体,得到Al(OH)3沉淀,加热分解生成Al2O3,电解可得到铝;滤液Ⅲ含有碳酸氢根离子,加入氧化钙可生成碳酸钙和氢氧化钠,其中氢氧化钠可循环使用,
(1)滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱生成Fe(OH)3,加热分解生成Fe2O3,颜色为红棕色,故答案为:Fe2O3;红棕色;
(2)在实际工业生产流程⑤中,氧化铝熔点高,熔融氧化铝需要消耗较多能量,需加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度,减少能量消耗;
故答案为:降低Al2O3的熔化温度,减少能量消耗;
(3)滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-,通入过量二氧化碳气体,得到Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)铝热反应放出大量的热,常用于冶炼熔点高、难熔化的金属的冶炼,铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下常用来焊接钢轨,主要是利用该反应放出大量的热,
故答案为:放出大量的热;
(5)反应①②③④为复分解反应,反应⑤为氧化还原反应,氢氧化铁、氢氧化铝生成氧化物的反应为分解反应,不涉及置换反应,故答案为:C;
(6)滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,则符合的图象为D,故答案为:D.
解析
解:铝土矿可以主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2,铝土矿加过量盐酸溶解后,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,而SiO2和HCl不反应,不能溶解,不溶物Ⅰ为SiO2;滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,过滤所得出的为Fe(OH)3,滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-,通入过量二氧化碳气体,得到Al(OH)3沉淀,加热分解生成Al2O3,电解可得到铝;滤液Ⅲ含有碳酸氢根离子,加入氧化钙可生成碳酸钙和氢氧化钠,其中氢氧化钠可循环使用,
(1)滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱生成Fe(OH)3,加热分解生成Fe2O3,颜色为红棕色,故答案为:Fe2O3;红棕色;
(2)在实际工业生产流程⑤中,氧化铝熔点高,熔融氧化铝需要消耗较多能量,需加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度,减少能量消耗;
故答案为:降低Al2O3的熔化温度,减少能量消耗;
(3)滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-,通入过量二氧化碳气体,得到Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)铝热反应放出大量的热,常用于冶炼熔点高、难熔化的金属的冶炼,铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下常用来焊接钢轨,主要是利用该反应放出大量的热,
故答案为:放出大量的热;
(5)反应①②③④为复分解反应,反应⑤为氧化还原反应,氢氧化铁、氢氧化铝生成氧化物的反应为分解反应,不涉及置换反应,故答案为:C;
(6)滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,则符合的图象为D,故答案为:D.
(2015秋•湖北期末)某化学兴趣小组用铁矿石(主要成分为Fe2O3,还有较多的SiO2、A12O3及少量的不溶于酸的杂质)提取Fe2O3.操作过程如图:
(1)(I)和(Ⅱ)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称是______;
(2)写出沉淀A中含量最多的物质与NaOH溶液反应的离子方程式:______;
(3)取少量滤液X于试管中滴入几滴KSCN溶液可观察到溶液变成______色,反应的离子方程式为:______,滤液Y中的阴离子有______种;
(4)写出(Ⅱ)步骤中生成Fe(OH)3的离子方程式______.
正确答案
过滤
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
血红
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
3
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
解析
解:由流程图可知,加入过量盐酸,氧化铁和氧化铝全部溶解为氯化铁和氯化铝溶液,二氧化硅不溶于盐酸,则沉淀A为SiO2;滤液X中加入过量氢氧化钠溶液,氯化铁全部反应生成氢氧化铁沉淀,氯化铝全部反应得到滤液Y中含偏铝酸钠和氯化钠、NaOH,氢氧化铁加热分解生成B为氧化铁,
(1)(I)和(Ⅱ)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称为过滤,故答案为:过滤;
(2)沉淀A中含量最多的物质为SiO2,与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,反应的离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(3)X中含铁离子,取少量滤液X于试管中滴入几滴KSCN溶液可观察到溶液变成血红色;反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,滤液Y是偏铝酸钠、氯化钠溶液,溶液中的阴离子除OH-、Cl-外,还有AlO2-,共3种离子,
故答案为:血红;Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;3;
(4)(Ⅱ)步骤中生成Fe(OH)3的离子反应为氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,反应的离子方程式为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,
故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓.
(2014秋•和平区校级月考)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途.下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的化学方程式为______.
(2)溴与氯能以共价键结合形成BrCl,BrCl的性质与卤素单质相似.则BrCl与水发生反应的化学方程式为______.
(3)操作Ⅱ的名称是______.操作Ⅲ一般适用于分离______混合物.(选填编号)
a.固体和液体 b.固体和固体 c.互不相溶的液体 d.互溶的液体
(4)混合②中加入Na2SO3的目的是______.
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色.于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究:
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为______.
正确答案
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
BrCl+H2O=HCl+HBrO
过滤
d
还原粗品中的Br2
KSCN溶液
解析
解:(1)Br2具有强氧化性,在溶液中将SO2氧化为H2SO4,自身被还原为HBr,反应方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,
故答案为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;
(2)与Cl2与H2O类似,BrCl与水发生反应的化学方程式为:BrCl+H2O=HCl+HBrO,故答案为:BrCl+H2O=HCl+HBrO;
(3)由工艺流程可知,操作Ⅱ分离固体与液体,应是过滤,操作Ⅲ为蒸馏,蒸馏一般适用互溶的液体的分离,故答案为:过滤;d;
(4)粗品中可能含有为反应的Br2,加入Na2SO3,除去粗品中未反应完的溴,故答案为:除去粗品中未反应完的溴;
(5)用KSCN溶液检验Fe3+,取少许溶液滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+,故答案为:KSCN溶液.
辉铜矿含铜成分高,是最重要的炼铜矿石,其主要成分为Cu2S.还含有Fe2O3、SiO2 及一些不溶性杂质.以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜的工艺流程如下:
已知:①[Cu(NH3)4]SO4在常温下稳定,在热水中会分解生成NH3;
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1 计算):
回答下列问题:
(1)能加快浸取速率的措施有______、______.(任写2条)
(2)浸取后得到的浸出液中含有CuSO4、MnSO4.写出浸取时产生CuSO4、MnSO4反应的化学方程式:______,滤渣I的成分为 MnO2、______和______.
(3)“除铁”的方法是通过调节溶液pH,使 Fe3+水解转化为Fe(OH)3,加入的试剂A可以是______(填化学式),调节溶液pH的范围为______.
(4)“沉锰”(除Mn2+)过程中发生反应的离子方程式为______,“赶氨”时,最适宜的操作方法为______.
(5)测定碱式碳酸铜纯度町用滴定法:称取6.2500g样品于100ml_小烧杯中,加入20ml.蒸馏水搅拌,再加入8ml.6mol•L-1 硫酸使其完全溶解,冷却后定量转移至250mL容量瓶中,加水定容,摇匀,移取25.00mL配好的溶液于锥形瓶中,加入40.OO mL0.2000mol•L-1 EDTA溶液,然后加入指示剂,再用0.2000mol•L-1的Zn2+标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液18.00mL.已知EDTA与Cu2+、Zn2+均按物质的量比1:1反应,则样品中的Cu2(OH)2CO3质量分数为.______.
正确答案
解:(1)酸浸时,通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌或都增加酸的浓度,都可以提高浸取速率,
故答案为:粉碎矿石、升高温度(或适当增加酸的浓度或搅拌);
(2)反应物是二氧化锰、硫化铜和硫酸,生成物是S、硫酸铜、硫酸锰,反应的方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,浸取后SiO2、反应生成的S,都不溶解,都在滤渣Ⅰ中,
故答案为:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O;SiO2、S;
(3)过滤Ⅰ的溶液呈酸性,调节PH目的是除去Fe3+离子,可以用氨水,不会引入新杂质,要除去滤液中的Fe3+离子,PH=3.2,Fe3+离子完全沉淀,PH=4.4,铜离子开始沉淀,故pH范围是3.2≤pH<4.4,
故答案为:氨水;3.2≤PH<4.4;
(4)“沉锰”(除Mn2+)过程,主要是使Mn2+生成沉淀MnCO3,反应的离子方程式为Mn2++CO32-=MnCO3↓,温度升高氨气在水中的溶解度减小,所以赶氨时,最适宜的操作方法为给溶液加热,
故答案为:Mn2++CO32-=MnCO3↓;加热;
(5)根据0.2000mol•L的Zn2+标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液18.00mL,根据EDTA~Zn2+可求得与Zn2+反应的EDTA的物质的量为0.003600mol,而EDTA的总物质的量为40.00mL×0.2000mol•L-1=0.008000mol,所以与Cu2+反应的EDTA的物质的量为0.004400mol,根据EDTA~Cu2+可求得Cu2+的物质的量为0.004400mol,实验时将样品配成250mL,再取25.00mL,所以6.2500g样品中含有碳酸铜的物质的量为×0.004400×
mol=0.02200mol,根据纯度=
×100%可得样品中Cu2(OH)2CO2的质量分数=
×100%=78.14%,
故答案为:78.14%.
解析
解:(1)酸浸时,通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌或都增加酸的浓度,都可以提高浸取速率,
故答案为:粉碎矿石、升高温度(或适当增加酸的浓度或搅拌);
(2)反应物是二氧化锰、硫化铜和硫酸,生成物是S、硫酸铜、硫酸锰,反应的方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,浸取后SiO2、反应生成的S,都不溶解,都在滤渣Ⅰ中,
故答案为:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O;SiO2、S;
(3)过滤Ⅰ的溶液呈酸性,调节PH目的是除去Fe3+离子,可以用氨水,不会引入新杂质,要除去滤液中的Fe3+离子,PH=3.2,Fe3+离子完全沉淀,PH=4.4,铜离子开始沉淀,故pH范围是3.2≤pH<4.4,
故答案为:氨水;3.2≤PH<4.4;
(4)“沉锰”(除Mn2+)过程,主要是使Mn2+生成沉淀MnCO3,反应的离子方程式为Mn2++CO32-=MnCO3↓,温度升高氨气在水中的溶解度减小,所以赶氨时,最适宜的操作方法为给溶液加热,
故答案为:Mn2++CO32-=MnCO3↓;加热;
(5)根据0.2000mol•L的Zn2+标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液18.00mL,根据EDTA~Zn2+可求得与Zn2+反应的EDTA的物质的量为0.003600mol,而EDTA的总物质的量为40.00mL×0.2000mol•L-1=0.008000mol,所以与Cu2+反应的EDTA的物质的量为0.004400mol,根据EDTA~Cu2+可求得Cu2+的物质的量为0.004400mol,实验时将样品配成250mL,再取25.00mL,所以6.2500g样品中含有碳酸铜的物质的量为×0.004400×
mol=0.02200mol,根据纯度=
×100%可得样品中Cu2(OH)2CO2的质量分数=
×100%=78.14%,
故答案为:78.14%.
银、铜均属于重金属,从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示:
(1)熔炼时被氧化的元素是______,酸浸时反应的离子方程式为______.为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率,酸浸前应对渣料进行处理,其处理方法是______.
(2)操作a是______,固体B转化为CuAlO2的过程中,存在如下反应,请填写空白处:______CuO+______Al2O3______+______↑.
(3)若残渣A中含有n mol Ag,将该残渣全部与足量的稀HNO3置于某容器中进行反应,写出反应的化学方程式______.为彻底消除污染,可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中,则V至少为______L(设空气中氧气的体积分数为0.2).
(4)已知2Cu+ Cu+Cu2+,试分析CuAlO2分别与足量盐酸、稀硝酸混合后,产生现象的异同点______.
(5)假设粗银中的杂质只有少量的铜,利用电化学方法对其进行精炼,则粗银应与电源的______极相连,当两个电极上质量变化值相差30.4g时,则两个电极上银质量的变化值相差______g.
正确答案
解:由工艺流程图可知,废料在空气中熔炼时,Cu被氧化,滤渣中含有CuO及少量Ag,向滤渣中加入硫酸进行酸浸,CuO与硫酸反应,过滤得到硫酸铜溶液(含有硫酸),滤渣A为Ag;向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠,得到氢氧化铝、氢氧化铜,灼烧中会得到CuO、Al2O3,二者反应得到CuAlO2.
(1)由上述分析可知,空气中熔炼时Cu被氧化;用硫酸进行酸浸,CuO与硫酸反应生成硫酸铜与水,反应离子方程式为:CuO+2H+=Cu2++H2O;将渣料粉碎,增大接触面积,加快反应速率;
故答案为:Cu;CuO+2H+=Cu2++H2O;将渣料粉碎;
(2)操作a是分离互不相溶的液体与固体,应是过滤;由上述分析可知,CuO、Al2O3反应得到CuAlO2,由电荷守恒可知,O元素化合价升高,有氧气生成,反应前Cu为+2价,反应后为+1,化合价降低1,反应前氧为-2价,反应后为0,化合价升高2,两者的最小公倍数是2,再根据原子守恒得:4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑,
故答案为:过滤;4; 2; 4CuAlO2;O2;
(3)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、NO与水,反应方程式为:3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O;反应生成的NO、氧气与水反应又得到硝酸,纵观整个过程,Ag失去电子等于氧气获得电子,故消耗氧气物质的量为=0.25n mol,标况下需要氧气的体积为0.25n mol×22.4L/mol=5.6n L,需要空气的体积为5.6n L÷20%=28n L,
故答案为:3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O;28n;
(4)CuAlO2分别与足量盐酸反应得到Cu、氯化铜、氯化铝,现象为得到蓝色溶液、有红色固体生成;硝酸具有强氧化性,过量的硝酸与CuAlO2反应得到硝酸铜、硝酸铝、NO,溶液变蓝色,相同点是均得到蓝色溶液;不同点是与盐酸混合有红色固体出现,而与硝酸混合没有固体出现,但有气泡产生,
故答案为:相同点是均得到蓝色溶液;不同点是与盐酸混合有红色固体出现,而与硝酸混合没有固体出现,但有气泡产生;
(5)电解精炼时,粗银作阳极、纯银作阴极,阳极上Ag、Cu都失电子生成金属阳离子,阴极上只有银离子得电子生成Ag,两个电极上质量变化值相差30.4g为Cu放电析出的Ag与Cu的质量之差,设Cu为xmol,根据电子转移守恒,则Cu放电形成Ag为2x mol,故2x×108-64x=30.4,解得x=0.2,两个电极上银质量的变化值之差为Cu放电生成Ag的质量,故为0.2mol×2×108g/mol=43.2g,
故答案为:正;43.2g.
解析
解:由工艺流程图可知,废料在空气中熔炼时,Cu被氧化,滤渣中含有CuO及少量Ag,向滤渣中加入硫酸进行酸浸,CuO与硫酸反应,过滤得到硫酸铜溶液(含有硫酸),滤渣A为Ag;向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠,得到氢氧化铝、氢氧化铜,灼烧中会得到CuO、Al2O3,二者反应得到CuAlO2.
(1)由上述分析可知,空气中熔炼时Cu被氧化;用硫酸进行酸浸,CuO与硫酸反应生成硫酸铜与水,反应离子方程式为:CuO+2H+=Cu2++H2O;将渣料粉碎,增大接触面积,加快反应速率;
故答案为:Cu;CuO+2H+=Cu2++H2O;将渣料粉碎;
(2)操作a是分离互不相溶的液体与固体,应是过滤;由上述分析可知,CuO、Al2O3反应得到CuAlO2,由电荷守恒可知,O元素化合价升高,有氧气生成,反应前Cu为+2价,反应后为+1,化合价降低1,反应前氧为-2价,反应后为0,化合价升高2,两者的最小公倍数是2,再根据原子守恒得:4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑,
故答案为:过滤;4; 2; 4CuAlO2;O2;
(3)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、NO与水,反应方程式为:3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O;反应生成的NO、氧气与水反应又得到硝酸,纵观整个过程,Ag失去电子等于氧气获得电子,故消耗氧气物质的量为=0.25n mol,标况下需要氧气的体积为0.25n mol×22.4L/mol=5.6n L,需要空气的体积为5.6n L÷20%=28n L,
故答案为:3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O;28n;
(4)CuAlO2分别与足量盐酸反应得到Cu、氯化铜、氯化铝,现象为得到蓝色溶液、有红色固体生成;硝酸具有强氧化性,过量的硝酸与CuAlO2反应得到硝酸铜、硝酸铝、NO,溶液变蓝色,相同点是均得到蓝色溶液;不同点是与盐酸混合有红色固体出现,而与硝酸混合没有固体出现,但有气泡产生,
故答案为:相同点是均得到蓝色溶液;不同点是与盐酸混合有红色固体出现,而与硝酸混合没有固体出现,但有气泡产生;
(5)电解精炼时,粗银作阳极、纯银作阴极,阳极上Ag、Cu都失电子生成金属阳离子,阴极上只有银离子得电子生成Ag,两个电极上质量变化值相差30.4g为Cu放电析出的Ag与Cu的质量之差,设Cu为xmol,根据电子转移守恒,则Cu放电形成Ag为2x mol,故2x×108-64x=30.4,解得x=0.2,两个电极上银质量的变化值之差为Cu放电生成Ag的质量,故为0.2mol×2×108g/mol=43.2g,
故答案为:正;43.2g.
氯化铜 (CuCl2•2H2O)中含FeCl2杂质.为制得纯净氯化铜晶体,首先将其制成酸性水溶液,然后按如图所示操作步骤进行提纯.
(1)操作I加入X的目的是______.
(2)下列适合本实验的试剂X是______
A.Cl2 B.KMnO4 C.H2O2 D.H2SO4
(3)操作Ⅱ的名称为______
(4)操作Ⅲ的程序依次为______、______、过滤、自然干燥、得到CuCl2•2H2O晶体.
正确答案
解:向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入试剂X得到Cu2+、Cl-、Fe3+,根据离子变化知,Fe2+转化为Fe3+,除去Fe2+但不能引进杂质,所以X试剂为Cl2或H2O2,向溶液中加入试剂Y并调节溶液的pH得到Fe(OH)3和CuCl2溶液,且不能引进新的杂质,所以Y可能是CuO或Cu(OH)2或CuCO3,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,从溶液中得到固体,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,所以操作III是加热浓缩、冷却结晶,
(1)通过以上分析知,操作I加入X的目的是除去溶液中的Fe2+,将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,故答案为:使溶液中Fe2+氧化为Fe3+;
(2)除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质,硫酸和高锰酸钾溶液氧化亚铁离子都产生新的杂质,氯气和双氧水氧化亚铁离子都生成铁离子,且不引进新的杂质,故选AC;
(3)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作Ⅱ的名称为过滤,故答案为:过滤;
(4)从溶液中提取固体,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自燃干燥的方法,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶.
解析
解:向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入试剂X得到Cu2+、Cl-、Fe3+,根据离子变化知,Fe2+转化为Fe3+,除去Fe2+但不能引进杂质,所以X试剂为Cl2或H2O2,向溶液中加入试剂Y并调节溶液的pH得到Fe(OH)3和CuCl2溶液,且不能引进新的杂质,所以Y可能是CuO或Cu(OH)2或CuCO3,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,从溶液中得到固体,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,所以操作III是加热浓缩、冷却结晶,
(1)通过以上分析知,操作I加入X的目的是除去溶液中的Fe2+,将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,故答案为:使溶液中Fe2+氧化为Fe3+;
(2)除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质,硫酸和高锰酸钾溶液氧化亚铁离子都产生新的杂质,氯气和双氧水氧化亚铁离子都生成铁离子,且不引进新的杂质,故选AC;
(3)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作Ⅱ的名称为过滤,故答案为:过滤;
(4)从溶液中提取固体,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自燃干燥的方法,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶.
(2016春•揭阳校级月考)研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义.
(1)硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合,工业合成氨是一个放热反应,因此低温有利于提高原料的转化率,但实际生产中却采用400~500℃的高温,其原因是______;工业生产中,以氨气为原料合成硝酸,写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式______.
(2)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:
已知:CO+H2OCO2+H2
①甲厂以焦炭和水为原料; ②乙厂以天然气和水为原料;
③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料.
按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高.据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?______.
(3)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程如图1,可以转化为有应用价值的硫酸钙等.
①写出反应Ⅰ的化学方程式:______.
②生产中,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是______.
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO42-所用试剂是______.
(4)工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气.图2是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图.
①用溶液A吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是______.
②用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是______.
正确答案
解:(1)合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,在400~500℃的高温时,催化剂的催化活性最强,同时升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动,但能增大反应速率,缩短达到平衡的时间;工业生产中,以氨气为原料合成硝酸,是先将氨催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,所以工业生产硝酸的最后一步的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,
故答案为:催化活性最强,增加反应速率,缩短达到平衡的时间; 3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比为2:1合成尿素,即H2和CO2的物质的量之比为:1=3:1.
甲厂以焦炭和水为原料,C+2H2OCO2+2H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为2:1.
乙厂以天然气和水为原料,CH4+2H2OCO2+4H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为4:1.
丙厂以石脑油和水为原料,C5H12+10H2O5CO2+16H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为16:5,丙最接近3:1,
故答案为:丙;
(3)①根据反应物和生成物,写出反应Ⅰ的化学方程式为:2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2,
故答案为;2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2;
②亚硫酸根离子易被氧化,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是防止亚硫酸铵(NH4)2SO3被氧化,
故答案为:防止亚硫酸铵(NH4)2SO3被氧化;
③检验SO42-所用试剂是盐酸和氯化钡(HCl 和 BaCl2),
故答案为:盐酸和氯化钡(HCl 和 BaCl2);
(4)①二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO3,SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O),
故答案为:SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O);
②阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-,
故答案为:SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-.
解析
解:(1)合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,在400~500℃的高温时,催化剂的催化活性最强,同时升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动,但能增大反应速率,缩短达到平衡的时间;工业生产中,以氨气为原料合成硝酸,是先将氨催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,所以工业生产硝酸的最后一步的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,
故答案为:催化活性最强,增加反应速率,缩短达到平衡的时间; 3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比为2:1合成尿素,即H2和CO2的物质的量之比为:1=3:1.
甲厂以焦炭和水为原料,C+2H2OCO2+2H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为2:1.
乙厂以天然气和水为原料,CH4+2H2OCO2+4H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为4:1.
丙厂以石脑油和水为原料,C5H12+10H2O5CO2+16H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为16:5,丙最接近3:1,
故答案为:丙;
(3)①根据反应物和生成物,写出反应Ⅰ的化学方程式为:2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2,
故答案为;2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2;
②亚硫酸根离子易被氧化,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是防止亚硫酸铵(NH4)2SO3被氧化,
故答案为:防止亚硫酸铵(NH4)2SO3被氧化;
③检验SO42-所用试剂是盐酸和氯化钡(HCl 和 BaCl2),
故答案为:盐酸和氯化钡(HCl 和 BaCl2);
(4)①二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO3,SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O),
故答案为:SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O);
②阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-,
故答案为:SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-.
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