题目内容

以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表

沉淀物
Cu（OH）2
Fe（OH）3
Fe（OH）2
开始沉淀pH
4．7
2．7
7．6
完全沉淀pH
6．7
3．7
9．6
 
（1）试剂a是__________，试剂b是__________。
（2）操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。
（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为__________，目的是使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，防止生成Cu（OH）2沉淀。
（4）反应Ⅴ的离子方程式为：__________________________________________。

（1）Fe（或铁）  稀硫酸
（2）冷却结晶  过滤（洗涤干燥）
（3）3．7～4．7
（4）Fe+2Fe3+=3Fe2+

解析

练习册系列答案
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为了降低电子垃圾对环境构成的影响，将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

（1）第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______________________________。得到滤渣1的主要成分为_________________。
（2）第②步中加入H2O2的作用是__________________，使用H2O2的优点是_________；调溶液pH的目的是____________________________________。
（3）简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是_________________________
____________________________________________________________ 。
（4）由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，设计了以下三种方案：

上述三种方案中，_______方案不可行，原因是_______________________________；
从原子利用率角度考虑，_______方案更合理。
（5）用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L-1 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－→ CuY2－ + 2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ __________________ 。

下列转化关系中，X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质，A、B是氧化物，A呈红棕色，C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题：

（1）请写出反应①的化学方程式___________________________________________。
（2）检验D溶液中Y离子的方法是_____________________________________。
（3）若试剂a是NaOH溶液，写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________。
（4）若试剂b是H2SO4，工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y（OH）SO4，已知还原产物为NO，则该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
（5）工业上电解熔融的B制取X时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3，则阴极产物的质量为________kg。

（14分）某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装
置制取NaHCO3，反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl = NaHCO3↓+NH4Cl。然后再将NaHCO3制成
Na2CO3。

（1）装置乙的作用是                                          。为防止污染空气，尾气中含有的          需要进行吸收处理。
（2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有        、         、       。
NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为                 。
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3 样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如右图所示。
则曲线c对应的溶液中的离子是               
（填离子符号）；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是           。
（4）若取21. 0 g NaHCO3固体，加热了t2 min后，剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol·L-1的盐酸中则充分反应后溶液中H+ 的物质的量浓度为____________（设溶液体积变化忽略不计）。

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl2·3H2O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题：

金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
pH
氢氧化物开始沉淀
1.9
7.0
4.7
氢氧化物完全沉淀
3.2
9.0
6.7
 
(1)图中“试剂1”为________。
(2)加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为________。
(3)气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中。其中，应先通入的气体是________(填代号及对应物质的化学式)。
(4)由溶液C获得CuCl2·3H2O，需要经过__________、________、过滤等操作。
(5)已知：常温下Cu(OH)2的Ksp＝2×10－20。计算Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的平衡常数为________。

下图所示的是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质和反应条件被略去。化合物A是家庭生活中常用的一种调味品，反应①称之为“氯碱工业”。D是黄绿色气体，H的水溶液具有漂白、杀菌性，J为红褐色沉淀。

（1）H的化学式为            。
（2）写出I与Fe反应生成G的离子方程式为                             。
（3）反应①的化学方程式为                                             。
（4）反应②的离子方程式为                                            。

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O及纳米材料G，步骤如下：

请回答下列问题：
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中，试剂①最佳为_______(填代号)。
a.KMnO4          b.(NH4)2S          c.H2O2          d.HNO3
沉淀D中除了过量的CuO外，还存在另一种固体，其化学式为______________。加入CuO的作用是_____________________。
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过一系列操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是______________。
(3)制备纳米材料G时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入) _______ (填化学式)。写出该反应的化学方程式_______________________________________。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4标准溶液应用_______ (填写仪器名称)；取A溶液稀释一定倍数后，用KMnO4标准溶液滴定，终点现象为_______。

A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物，其相互转化关系如下图所示。

（1）若A是淡黄色化合物；常温下D是无色气体；C中含有的阴、阳离子均为10电子粒子。
①写出反应A→B的化学方程式                      ；
②将一定量的气体D通入2 L C的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：O点溶液中所含溶质的化学式为             ，a点溶液中各离子浓度由大到小的关系是      。

（2）若将（1）中的气体D通入氢氧化钡溶液中得不溶物F，F的KSP=8.1×10-9。现将该沉淀放入0.1mol/L 的BaCl2溶液中，其KSP      ，（填：增大、减小或不 变），组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为        mol/L。

已知有以下物质相互转化

试回答：（1）写出E的化学式                           ，H的化学式                                         。
（2）写出由E转变成F的化学方程式                                         。
（3）检验G溶液中的金属阳离子的方法是：                                         ；
向G溶液加入A的有关离子反应方程式                                         。
（4）写出A在一定条件下与水反应的化学方程式                                    。

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