摘要:下列实验方案中.可行的是 ( ) A.按溶解.过滤.蒸发的操作顺序可以分离CaCl2.CaCO3的混合物 B.向某种溶液中加入氯化钡溶液.产生白色沉淀.证明该溶液一定是硫酸 C.用磷在密闭容器中燃烧.除去密闭容器内空气中的氧气 D.将pH试纸润湿后.用玻璃棒蘸取食用白醋滴在试纸上.测定其pH

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I.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4?5H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表.
温度(℃) 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是
Fe(OH)3
Fe(OH)3

(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O

(3)操作I的操作温度应该控制在
100
100
℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为
冷却结晶、过滤
冷却结晶、过滤
、洗涤、干燥;
(5)取样检验是为了确认Fe3+是否除净.有同学设计了以下两种方案,在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作:
方案一:取样于试管→滴加KSCN溶液;
方案二:径向层析→喷KSCN溶液
①你认为上述两种方案设计更合理的是
方案二
方案二

②指出你认为不合理的方案存在的问题
Cu2+的蓝色对检验有干扰
Cu2+的蓝色对检验有干扰

(6)反应产物中的NO可以循环使用,用化学方程式表示循环使用的方案
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4NO+3O2+H2O=4HNO3

II.(12分)复印机使用的墨粉主要成份是Fe3O4,图是氧化沉淀法生产Fe3O4的工艺:
已知:
①工业绿矾中FeSO4的含量为52.5%,其中的杂质不参与反应;
②Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4?4H2O
请回答下列问题:
(1)铁的常见氧化物有
FeO、Fe2O3、Fe3O4
FeO、Fe2O3、Fe3O4

(2)Fe3O4与盐酸反应的化学方程式是:
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
,检验反应后的溶液中含Fe3+的方法:
取待测液少许于试管中,加入适量的KSCN溶液,若溶液显血红色,则证明含Fe3+
取待测液少许于试管中,加入适量的KSCN溶液,若溶液显血红色,则证明含Fe3+

(3)在工艺流程中,通入适量空气“氧化”时的化学方程式是:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

(4)生产中可获得的副产品是
Na2SO4?10H2O
Na2SO4?10H2O
,提取该副产品的操作顺序是:
bcdae
bcdae
(填写序号)
a.过滤    b.加热浓缩    c.冷却    d.结晶    e.洗涤
(5)在生产过程中,若工业绿矾的投料速率是12.16kg/h,为使产品较纯,鼓入空气的速率应为
0.784
0.784
m3/h(假设反应在标准状态下进行,空气中O2占20%).
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(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热,使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

下表列出了几种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)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
(1)①为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ;该反应中产生尾气污染空气,请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
(2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知:Ksp[Fe((OH)3]≈10-38,然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题:
①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为    
②方案中甲物质可选用的是     
A.CaO    B.NaOH     C.CuCO3      D.Cu2(OH) 2CO3    E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因    
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    
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(14分)铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁4%~6%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计了多种实验方案,其中之一是:将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。按要求填写下列空白:

1.称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。

⑴实验中发生反应的化学方程式是                           

⑵为使其反应完全,则NaOH溶液的体积V ≥              mL。

2.过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将         

(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

3. NaOH溶液的浓度可用稀硫酸测定,欲用质量分数98%(密度为1.84 g/cm3)的浓硫酸配制3 mol/L的稀硫酸100 mL。回答下列问题:

⑴需要用量筒量取浓硫酸      mL。

⑵配制操作可分解成如下几步,正确的操作顺序是     

A.继续往容量瓶中小心地加蒸馏水,使液面接近刻度线1~2cm时。

B.用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒,将溶液注入容量瓶,并重复操作两次。

C.将冷却的稀硫酸转移到容量瓶中。

D.根据计算,用量筒取一定体积的浓硫酸。

E.将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入盛有蒸馏水的小烧杯中,并不断用玻璃棒搅拌。

F.盖上容量瓶塞子,振荡,摇匀。

G.用胶头滴管加蒸馏水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切

⑶下列操作,使制得的稀硫酸溶液浓度偏小的是     (填写编号)。

A.用量筒量取一定液体时,俯视液面读数。

B.在容量瓶定容时俯视刻度线。

C.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒。

D.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有烘干。

E.定容时,滴加蒸馏水,先使液面略高于刻度线,再吸出少量水使液面凹面与刻度线相切。

 

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