题目内容

5．将某黄铜矿（主要成分为CuFeS2）和O2在一定温度范围内发生反应，反应所得固体混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3及少量SiO2等，除杂后可制得纯净的胆矾晶体（CuSO4•5H2O）．
（1）实验测得温度对反应所得固体混合物中水溶性铜（CuSO4）的含量的影响如图所示．生产过程中应将温度控制在600℃左右，温度升高至一定程度后，水溶性铜含量下降的可能原因是CuSO4发生了分解反应．
（2）下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）．实验中可选用的试剂和用品：稀硫酸、3% H2O2溶液、CuO、玻璃棒、精密pH试纸．
①实验时需用约3%的H2O2溶液100mL，现用市售30%（密度近似为1g•cm-3）的H2O2来配制，其具体配制方法是用量筒量取10mL30%H2O2溶液加入烧杯中，再加入90mL 水（或加水稀释至 100mL），搅拌均匀．
②补充完整由反应所得固体混合物X制得纯净胆矾晶体的实验步骤：
第一步：将混合物加入过量稀硫酸，搅拌、充分反应，过滤．
粒子Cu2+Fe2+Fe3+
开始沉淀时的pH4.75.81.9
完全沉淀时的pH6.79.03.2
第二步：向滤液中加入稍过量3% H2O2溶液，充分反应．
第三步：向溶液中加入CuO，用精密pH试纸控制pH在3.2～4.7之间，过滤．
第四步：加热浓缩、冷却结晶．
第五步：过滤、洗涤，低温干燥．
（3）在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O．

分析 （1）由图可知，600℃时水溶性铜（CuSO4）的含量出现转折，水溶性铜化合物为CuSO4•5H2O，酸溶性铜化合物为CuO，温度较高时，CuSO4•5H2O可分解生成CuO；
（2）①依据稀释溶液溶质不变进行列式计算即可；
②混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3及少量SiO2等，需先溶解于硫酸，除去二氧化硅，然后氧化亚铁离子生成铁离子，以便降低pH值除去，故应加入氧化剂，最后调节pH值，然后加热浓缩、冷却结晶即可；
（3）根据反应物和生成物结合质量守恒定律书写反应的离子反应方程式．

解答 解：（1）由图可知，600℃时水溶性铜（CuSO4）的含量出现转折，故应控制温度在600℃左右，水溶性铜化合物为CuSO4•5H2O，酸溶性铜化合物为CuO，温度较高时，CuSO4•5H2O可分解生成CuO，则在600℃以上时水溶性铜化合物含量减少，
故答案为：600℃；CuSO4发生了分解反应；
（2）①实验时需用约3%的H2O2溶液100mL，现用市售30%（密度近似为1g•cm-3）的H2O2来配制，即3%×100=30%×x，解x=10mL，故需要30%的双氧水10mL，需用水90mL，
故步骤为：用量筒量取10mL30%H2O2溶液加入烧杯中，再加入90mL 水（或加水稀释至 100mL），搅拌均匀，故答案为：用量筒量取10mL30%H2O2溶液加入烧杯中，再加入90mL 水（或加水稀释至 100mL），搅拌均匀；
②混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3及少量SiO2等，需先溶解于硫酸，除去二氧化硅，然后氧化亚铁离子生成铁离子，以便降低pH值除去，故应加入氧化剂，最后调节pH值，然后加热浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥即可得产品，故步骤二为：向滤液中加入稍过量3% H2O2溶液，充分反应，以便氧化亚铁离子；
步骤三为：向溶液中加入CuO，用精密pH试纸控制pH在3.2～4.7之间，便于让铁离子生成氢氧化铁除去；
步骤四为：加热浓缩，
故答案为：向滤液中加入稍过量3% H2O2溶液，充分反应；向溶液中加入CuO，用精密pH试纸控制pH在3.2～4.7之间；加热浓缩；
（3）在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，则应有硫酸参加反应，且生成硫酸铜，硫酸铁和水，反应的方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O，离子反应方程式为：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O，故答案为：4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O．

点评 本题考查考查较为综合，涉及物质的制备、检验和性质实验设计等问题，侧重于考查学生综合运用化学知识的能力，为高考常见题型，难度中等．

练习册系列答案
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15．丁烷的一氯代物的同分异构体有多少种（　　）
A．3B．4C．5D．6
16．把质量为m g的铜丝灼烧变黑，立即放入下列物质中，使铜丝变红，而且质量仍为m g的是（　　）
A．H2SO4B．C2H5OHC．稀HNO3D．NaOH溶液
13．下列关于乙炔制取的说法不正确的是（　　）
A．为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水反应
B．此反应是放热反应
C．为了除去杂质气体，可用硫酸铜溶液
D．反应中需加碎瓷片作沸石
20．海水中蕴藏着丰富的资源．海水综合利用的部分流程图如下：

回答下列问题：
（1）用NaCl做原料可以得到多种产品
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl2↑．
②实验室用惰性电极电解200mLNaCl溶液，若阴阳两极均得到224mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为13（忽略反应前后溶液的体积变化）．
③电解氯化钠稀溶液可制备“84”消毒液．“84”消毒液的有效成分为NaClO，制取它的化学方程式为Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O．
（2）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；
c．在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2•6H2O；
d．将MgCl2•6H2O在一定条件下可以得到无水MgCl2；
e．电解熔融的MgCl2可得到Mg．
①上述提取镁的流程c中，得到MgCl2溶液的离子方程式为Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O．
②步骤d中的“一定条件”指的是在HCl气流中加热．
③有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则．你同意该同学的想法吗？不同意（填“同意”或“不同意”），请说出你同意或不同意的理由因为MgO熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本．
10．下列反应中反应类型不相同的是（　　）
A．乙烯与水反应生成乙醇，乙炔与氢气反应
B．光照下，丙烷与氯气的反应；丙炔与溴的四氯化碳溶液反应
C．丙烯与酸性高锰酸钾溶液反应；丁烷燃烧
D．乙烯生成聚乙烯，乙炔生成聚乙炔
17．一种常用融雪剂的主要成分的化学式为XY2，X原子的结构示意图为 ，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同．元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子．
（1）m=20，该融雪剂的化学式为CaCl2．
（2）W元素的名称为碳，H2Z的结构式是H-S-H
（3）下列说法正确的是B．
A．XY2和WZ2都为离子化合物        
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键
C．H2Z比HY的稳定性强             
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
（4）Y元素的单质与H2Z水溶液反应会将Z单质置换出来，请写出该反应的化学方程式Cl2+H2S═2HCl+S↓，氧化性比较：Z＜ Y2（填“＞”或“＜”）
14．按要求回答下列问题．
写出除去下列物质所含杂质（括号内为杂质）所用的试剂或方法：
①Na2CO3固体（NaHCO3）加热    
②FeCl3溶液（FeCl2）Cl2
③Mg粉（Al）NaOH溶液（或KOH溶液）    
④CO2（SO2）KMnO4（H+）溶液（或饱和NaHCO3溶液）
⑤Cu（CuO）稀硫酸．
15．A、B、C、D、E、F是五种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A元素的原子核内只有一个质子；B元素的最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物反应生成一种盐X；D与A同主族，且与F同周期；F元素的最外层电子数是其次外层电子数的3/4倍．A、B、D、F这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物．D、E、F三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应．请回答下列问题：
（1）写出A、C、D、E元素的名称A氢、C氧、D钠、E铝，F元素在周期表中的位置第三周期第ⅥA族（周期和族）．
（2）可以验证C和F两种元素非金属性强弱的结论是（填编号）②③；
①比较这两种元素常见单质的熔点 ②比较这两种元素的单质与氢气化合的难易程度
③比较这两种元素的氢化物的还原性
（3）A、C、D、F四种元素可以形成两种酸式盐（均由四种元素组成），这两种酸式盐的化学式
分别为NaHSO4、NaHSO3．
（4）A、B、C三种元素间可形成甲、乙两种离子，它们均含有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为OH-+NH4+=NH3•H2O 或H3O++OH-=2H2O．（写一条即可）
（5）向含有a mol E的氯化物的溶液中加入含b mol D的最高价氧化物对应水化物的溶液，生成
沉淀的物质的量不可能为：②．（填序号）①a mol   ②b mol   ③b/3mol   ④0．

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