题目内容
【题目】已知:lg C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2kJ的热量;氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A. 碳[C(s)]的燃烧热△H< -110.4kJ·mol-1
B. 1mol CuO分解生成Cu2O吸收73kJ的热量
C. 2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=-292 kJ·mol-1
D. 足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s) +CO(g) △H= -35.6kJ·mol-1
【答案】D
【解析】碳的燃烧热是指1molC燃烧生成二氧化碳的放热,题目已知:lg C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2kJ的热量,所以1mol C(s)燃烧生成CO放热为12×9.2=110.4kJ,所以燃烧生成二氧化碳的放热一定大于110.4kJ,即碳[C(s)]的燃烧热△H< -110.4kJ·mol-1,选项A正确。根据图示得到如下方程式:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=(348-640) kJ·mol-1=-292 kJ·mol-1,所以有:4CuO(s)= 2Cu2O(s)+O2(g) △H=+292 kJ·mol-1,所以1mol CuO分解生成Cu2O吸收292÷4=73kJ的热量,选项B正确。由上图得到:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=(348-640) kJ·mol-1=-292 kJ·mol-1,所以选项C正确。根据上述结论得到如下方程式:①2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=-292 kJ·mol-1,②2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △H=-220.8 kJ·mol-1,所以①×(-)+②×
得到:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s) +CO(g) △H= +35.6kJ·mol-1,选项D错误。
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【题目】工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:
己知相关信息如下:
①菱猛矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.7、3 2;Mn2+、Mg2+开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
④常温下,几种难溶物的Ksp如下表所示:
难溶物 | Mn(OH)2 | MnCO3 | CaF2 | MgF2 |
Ksp | 2.0×10-13 | 2.0×10-11 | 2.0×10-10 | 7.0×10-11 |
(1)分析图1、图2、图3,最佳的焙烧温度、焙烧时间、m(NH4Cl)/m(美锰矿粉)分别为____、____、____。
(2) “除杂”过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O3>H2O2 >Cl 2>MnO2 >Fe2+,则氧化剂X宜选择_________(填字母)。
A. (NH4)2S2O3 B. MnO2 C. H2O2 D. Cl 2
②调节pH时,pH 可取的最低值为_____________。
③当CaF2、MgF2两种沉淀共存时,若溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3mol/L,则c(Mg2+)=____mol/L。
(3)“沉锰”过程中,不用碳酸纳溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是__________。
(4)测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤:
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL锥形瓶中,加少量水湿润,再加25mL磷酸,移到通风橱内加热至240℃,停止加热,立即加入2 g硝酸铵,保温,充分反应后,粗产品中的碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸铵全部分解。用氮气赶尽锥形瓶内的氮氧化物,冷却至室温。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2-3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)Fe(SO4)2]标准溶液滴定,发生的反应为[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO43-。到达滴定终点时,消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。
计算:碳酸锰粗产品的纯度=___________。
误差分析:若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度_____(填“偏高”“偏低”或 “无影响”)。
【题目】以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2 + 4Fe3+ Cu2+ + 5Fe2+ + 2S。
(1)该反应中,Fe3+体现________性。
(2)上述总反应的原理如图所示。
负极的电极反应式是________。
(3)一定温度下,控制浸取剂pH = 1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:
实验 | 操作 | 2小时后Cu2+浸出率/% |
I | 加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液 | 78.2 |
II | 加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液,通入空气 | 90.8 |
III | 加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液,再加入少量0.0005 mol·L-1 Ag2SO4溶液 | 98.0 |
①对比实验I、II,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是________。
②由实验III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:
ⅰ.CuFeS2+4Ag+==Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ.Ag2S+2Fe3+==2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理,进行如下实验:
a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005 mol·L-1 Ag2SO4溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中________,证明发生反应i。
b.取少量Ag2S粉末,加入________溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应ii。
(4)用实验II的浸取液电解提取铜的原理如图所示:
① 电解初期,阴极没有铜析出。用电极反应式解释原因是_______________。
② 将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是 _____________________。