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由锌和铜构成的合金共10 g,放入足量的稀盐酸中充分反应,产生标准状况下气体2.24L,试求合金中铜的质量分数。
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35%
试题分析:设合金中含Zn质量为x g
Zn + 2HCl = ZnCl
2
+ H
2
↑
65 g 22.4 L
x g 2.24 L
解得x = 6.5 g
则Cu的质量分数为(10 — 6.5)/10 ×100%= 35%。
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Fe(OH)
2
很不稳定,露置在空气中容易被氧化,发生反应的方程式为:______为了获得白色的Fe(OH)
2
沉淀,可以用不含Fe
3+
的FeSO
4
溶液与不含O
2
的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备.
(1)用FeSO
4
晶体配制上述FeSO
4
溶液时我觉得还需加入______来防止Fe
2+
被氧化.
(2)除去蒸馏水中溶解的O
2
常采用______的方法.
(3)检验Fe
3+
的最佳试剂是______,简述其检验方法:______.
(15分)实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜【Cu
2
(OH)
2
CO
3
】的步骤如下:
步骤一:废铜屑制硝酸铜
如图,
用胶头滴管吸取浓HNO
3
缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液。
步骤二:碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品。
步骤三:碱式碳酸铜的组成测定
碱式碳酸铜可表示为:xCuCO
3
·yCu (OH)
2
·zH
2
O,可采用氢气还原法来确定,其反应原理为:
xCuCO
3
·yCu (OH)
2
·zH
2
O + H
2
→ Cu + CO
2
+ H
2
O(未配平)
完成下列填空:
(1)步骤一中,反应开始时,瓶内的现象是
,
用该装置制取硝酸铜,好处是
。
(2)步骤二中,水浴加热所需仪器有
、
(加热、夹持仪器、石棉网除外);洗涤的目的是
。
(3) 步骤三中,①以字x、y、z母为系数,配平氢气还原法的化学方程式:
xCuCO
3
·yCu (OH)
2
·zH
2
O+
H
2
→
Cu+
CO
2
+
H
2
O
②称取24.0g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.8 g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品中结晶水质量为
g,化学式为
。
(10分)下图是研究铜与浓硫酸的反应装置:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为
。
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为
。
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是
。
(4)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是
。
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1
附表铜与浓硫酸反应产生黑色物质的相关性质
资料2
X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu
2
S、CuS、Cu
7
S
4
中的一种或几种。
仅由上述资料可得出的正确结论是
。
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个 B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质;C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO
4
]是一种新型高效絮凝剂,常用于污水处理,在医疗上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下所示:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物
Fe(OH)
3
Fe(OH)
2
Al(OH)
3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
请回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO
3
的目的是调节溶液的pH,除去Al
3
+
,①pH的范围__________,②写出可能发生的离子方程式:________________。
(2)在实际生产中,反应Ⅱ中常同时通入O
2
,以减少NaNO
2
的用量,O
2
与NaNO
2
在反应中均作__________。若参与反应的O
2
有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO
2
的物质的量为________。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)
2
+
可部分水解生成Fe
2
(OH)
,该水解反应的离子方程式为________________________________________________________________。
Fe(OH)
3
的K
sp
=____________。(提示,开始沉淀c(Fe
3+
)浓度为1.0×10
-5
mol/L)
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe
2
+
及NO
。为检验所得的产品中是否含有Fe
2
+
,应使用的试剂为________。
(9分)
在FeCl
3
溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:Ksp[Fe(OH)
3
]= 4.0×10
-38
回答下列问题:
(1)FeCl
3
蚀刻铜箔反应的离子方程式为
:
(2)过程I 加入铁屑的主要作用是
,分离得到固体的主要成分是
,从固体中分离出铜需采用的方法是
;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为
;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为
。(列式计算)
(14分)甲学生对Cl
2
与FeCl
2
和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
(1)B中反应的离子方程式是____。
(2)A中溶液变红的原因是____。
(3)为了探究现象II的原因,甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在
。
②取A中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是SCN
—
与Cl
2
发生了反应。
(4)甲同学猜想SCN
—
可能被Cl
2
氧化了,他又进行了如下研究。
资料显示:SCN
—
的电子式为
①甲同学认为SCN
—
中碳元素没有被氧化,理由是
。
②取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl
2
溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN
—
中被氧化的元素是
。
③通过实验证明了SCN
—
中氮元素转化为NO
3
-
,他的实验方案是____。
④若SCN
—
与Cl
2
反应生成1 mol CO
2
,则转移电子的物质的量是
mol。
证明某溶液只含有Fe
2
+
而不含有Fe
3
+
的实验方法是
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变为灰绿色,最后呈红褐色
D.只需滴加KSCN溶液
Co
x
Fe
3
-x
O
4
磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO
4
为原料制备Co
x
Fe
3
-x
O
4
的主要步骤如下:
(1)步骤①是在FeSO
4
溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为
;
(2)步骤②将晶种移到放有FeSO
4
溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是
,吹入空气的作用为
。
(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe
2
O
3
。实验室完成该操作需要下列仪器中的
(填字母)。
a.蒸发皿 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.酒精灯
(4)步骤④通入H
2
,加热至300~400℃,生成Fe
3
O
4
。通入H
2
前要向加热炉中通入N
2
,其作用为
。
(5)步骤⑤加入CoSO
4
溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是
。
(6)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO
2
、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO
4
·7H
2
O晶体。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1.0 mol·L
-1
计算)。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe
3
+
1.1
3.2
Fe
2
+
5.8
8.8
Co
2
+
6.9
9.4
请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H
2
O
2
、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO
2
与铝箔分离,得到LiCoO
2
粗品并回收铝。
②
。
③向所得粗品CoSO
4
溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。
④
。
⑤将Co(OH)
2
沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO
4
·7H
2
O晶体。
关 闭
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