题目内容

某铜矿石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备CuSO4·5H2O 及CaCO3，部分步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A除含有Cu2+外，还可能含有的金属离子有________(填离子符号)，验证所含离子所用的试剂是______________。
（2）可用生成的CO2制取优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入CO2。
①实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。

如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为a→______、______→______、______→ i。其中与i相连漏斗的作用是______________。
②实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，下列最适合完成该实验的简易装置是_________(填编号)

（3）测定铜矿石中Cu2(OH)2CO3质量百分含量的方法是：a．将1.25g铜矿石制取的CuSO4·5H2O于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氢氧化钠溶液使Cu2+完全沉淀；c．过滤；d．滤液中的氢氧化钠溶液用0.5mol/L盐酸滴定至终点，耗用10mL盐酸。则铜矿石中Cu2(OH)2CO3质量分数为_____________。

（11分）（1）Fe2+、Fe3+；酸性高锰酸钾溶液、KSCN溶液。（4分，各1分，其他合理答案也得分）
（2）①a→g、h→e、d→ i （2分），防止倒吸（1分）；②A（2分） （3）88.8%（2分）

解析试题分析：（1）Cu2(OH)2CO3以及Fe、Si的化合物与稀硫酸反应生成硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁。二氧化硅与稀硫酸不反应，所以溶液中A中除含有Cu2+外，还可能含有的金属离子有Fe2+、Fe3+；亚铁离子具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此可以检验亚铁离子。检验铁离子可以用KSCN溶液检验。
（2）①根据装置图可知，A装置是制备氨气的。由于生成的氨气中含有水蒸气，所以需要干燥，选用碱石灰干燥。氨气的密度小于空气的，且氨气极易溶于水，所以应该用向下排空气法收集，且需要将多余的氨气进行吸收，因此正确的操作顺序是a→g、h→e、d→ i；氨气极易溶于水，因此与i相连的漏斗的作用是防止倒吸。
②用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，因此需要分液漏斗。反应不需要加热，且氨气用向下排空气法收集，所以正确的答案选A。
（3）消耗盐酸的物质的量是0.01L×0.5mol/L＝0.005mol，则根据方程式NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O可知，与盐酸反应的氢氧化钠是0.005mol。氢氧化钠的物质的量是0.1L×0.25mol/L＝0.025mol，则与硫酸铜反应的氢氧化钠是0.025mol－0.005mol＝0.020mol。则根据方程式2NaOH＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4可知，硫酸铜的物质的量是0.020mol÷2＝0.010mol，所以根据原子守恒可知，铜矿石中Cu2(OH)2CO3的物质的量是0.010mol÷2＝0.005mol，所以Cu2(OH)2CO3质量分数为×100%＝88.8%。
考点：考查离子检验、氨气制备、物质含量的测定以及实验方案的设计与评价等

练习册系列答案
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铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑；
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O2CrO42－ + 2H+
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是_________________________________。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、      、过滤、_______、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。

物质
溶解度/(g/100g水)
0°C
40°C
80°C
KCl
28
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38
K2Cr2O7
4.7
26.3
73
Na2Cr2O7
163
215
376
 
（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量是称取n g样品，加入过量______（填写试剂）、溶解、过滤、再______（填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_______（用含m、n的代数式表示）。
（6）六价铬有毒，而Cr3+相对安全。工业含铬（CrO3）废渣无害化处理的方法之一是干法解毒，用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下：

CO由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。

硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的工艺流程如下：

已知：NaClO与Mn2+反应产生MnO2沉淀。

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
2.3
4.0
7.6
完全沉淀pH
4.1
5.2
9.6
 
根据题意回答下列问题：
(1)实验中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的浓硫酸配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有            、              。
(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外，还有          、          。
(3)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式：                         。
在调节pH＝5～6之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为：
                                                                                     。
(4)为了检验滤液中Fe3+是否被除尽，可选用的试剂是        。
A．KSCN溶液    B．淀粉KI溶液   C．H2O2     D．KMnO4稀溶液
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度（℃）
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤      、                    。
(6)如果测得提供的硼镁泥的质量为100.0g，得到的MgSO4·7H2O196.8g，则MgSO4·7H2O的产率为                    (相对分子质量：MgSO4·7H2O－246  MgO－40)。

多彩水泥的添加剂是CoCl2-6H2O。工定是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：

已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl   CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O溶点86oC，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110oC～120OC时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
请回答下列问题：
（1）上述流程中的试剂a可能为        ；其作用是                           ；
（2）加入碳酸钠调节pH至b，b的范围是                ；

沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Co（OH）2
Al（OH）3
开始沉淀（pH）
2.3
7.5
7.6
3.4
完全沉淀（pH）
4.1
9.7
9.2
5.2
 
（3）操作1是             ；滤渣的成分为                ；
（4）操作2的过程为蒸发浓缩、              和过滤。
（5）制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是                                    。

在锌湿法冶炼过程中，会产生大量铜镉渣（主要含有Zn、Cd、Fe、Cu等），直接丢弃会造成环境污染，也是资源浪费，以下为回收处理铜镉渣制备硫酸锌晶体的工业流程：

已知：硫酸锌晶体易溶于水，难溶于酒精。
（1）加入硫酸的目的            。
（2）硫酸不能溶出铜，加入锰粉是为了结合铁离子的变价来传递电子，将铜溶出，锰粉的主要成分为MnO2，相关方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+和              。
（3）由硫酸锌溶液获得硫酸锌晶体，必要的操作方法为                       。
（4）制得的硫酸锌晶体需要洗涤，选择的试剂为   ，原因是          。

（14分）硒34Se和碲52Te都是第VIA族元素，硒是分布在地壳中的稀有元素。工业上用硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）回收精炼硒的流程如下：

已知：

（1）Se的氢化物的电子式是____。
（2）步骤①中通人的氧气使硒鼓废料翻腾，目的是          。
（3）废气的主要成分是____   ；废渣II的主要成分是            。
（4）步骤④中主要反应的化学方程式是       ；步骤⑥反应的化学方程式是          。
（5）根据表中数据，步骤⑤最适宜的分离方法是             。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有      （填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，应该使用      （填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH <5，其目的是      。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、
         、过滤、       、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是。该反应在溶液中能发生的理由是：                。

（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品，加入过量         （填写试剂）、溶解、过滤、再加入过量             （填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体mg。计算祥品中氢氧化铝的质量分数为            （用含m、n的代数式表示）。

（12分）硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：
  
（1）写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式：     。
（2）取样检验是为了确认Fe3+是否除净，你的检验方法是     。
（3）滤渣c是     。
（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为：
2NO+O2 =2NO2、     。
（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：     。
某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积。此设计有不合理之处，请说明理由：     。

利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3TiOSO4]，生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下：

请回答：
（1）步骤①中分离操作的名称是______；步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是_________；
（2）废液中的TiOSO4在步骤①能水解生成滤渣（主要成分为TiO2?xH2O）的化学方程式为__________；步骤④的离子方程式为_____________________。
（3）用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因_______。
（4）配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式：_____Fe2++_____MnO4－+_____H+=_____Fe3++_____Mn2++_____
取步骤②所得晶体样品ag,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液，取出20. 00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定（杂质与KMnO4不反应）。若消耗0.1000 mol·L－1KMnO4溶液20.00mL，则所得晶体中FeSO4?7H2O的质量分数为（以含a的式子表示）_____________________。

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