题目内容

工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为____________________________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍。则两种溶液的pH＝________。
(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)

(1)过滤　坩埚
(2)Fe2＋　2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋　硫氰化钾溶液和新制氯水(合理的氧化剂均可)
(3)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　(4)11
(5)将浓硫酸用蒸馏水稀释，将称得的样品与足量稀硫酸充分反应

解析

练习册系列答案
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化合物甲是由短周期元素组成的陶瓷材料，是一种以共价键相连的物质，具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质。乙是制备这种材料的起始原料，也是铝土矿的主要成分。制备时采取碳热还原氮化法，即把乙与炭粉按一定比例混合，在流动N2气氛中加热到一定温度即可得到甲和可燃性气体丙，二者原子个数之比均为1：1。8.2g甲与足量的氢氧化钠溶液混合可以得到无色溶液丁，并产生标准状况下4.48L气体戊。
（1）乙的化学式为         ，写出它的一种用途                 。
（2）甲的晶体类型为       ，写出碳热还原氮化法制甲的化学方程式           。
（3）工业制备甲的过程中可能含有的杂质有            。
（4）气体戊的结构式为         ，写出甲与足量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为                 ，验证溶液丁中溶质的实验方法为                      。

(14分)已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期元素，原子序数依次增大。X、Z、Q的单质在常温下呈气态；Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍；X与M同主族；Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题：
(1)Y、Z、M、G四种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)          。
(2)Z在元素周期表中的位置为             。
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是(写化学式)          。
(4)X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写分子式)            ，在实验室中，制取该物质的反应原理是(写化学方程式)                。
(5)M2Z的电子式为         。MX与水反应可放出气体，该反应的化学方程式为         。
(6)常温下，不能与G的单质发生反应的是(填序号)        。
a．CuSO4溶液  b．Fe2O3    c．浓硫酸  d．NaOH溶液    e．Na2CO3固体
工业上用电解法制G的单质的化学方程式是                         ，若以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是(写化学式)                 。

镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用
I：实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：

（1）已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10-11，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34，该温度下向浓度均为0．01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成          沉淀(填化学式)。
（2）高温焙烧时发生反应的化学方程式         ，洗涤沉淀时的方法是            。
（3）常温下如果向AlCl3饱和溶液中不断通人HCl气体，可析出AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                             。
Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。

（1）G装置的作用是                              。
（2）证明有SO2生成的现象是           ，为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为           、           。
（3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，原因是                       。

工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO)，充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液，采用以下步骤[参考数据：pH≥9.6时，Fe2＋完全水解成Fe(OH)2；pH≥6.4时，Cu2＋完全水解成Cu(OH)2；pH≥3.7时，Fe3＋完全水解成Fe(OH)3。请回答以下问题：
(1)第一步除去Fe2＋，能否直接调整pH＝9.6，将Fe2＋沉淀除去？________，理由是_______________________________________________。
有人用强氧化剂NaClO将Fe2＋氧化为Fe3＋：
①加入NaClO后，溶液的pH变化是____。(填序号)
A．一定增大  B．一定减小      C．可能增大  D．可能减小
②你认为用NaClO作氧化剂是否妥当？________，理由是__________________。
现有下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中Fe2＋的有________(有几个选几个填代号)。
A．浓HNO3　B．KMnO4　C．Cl2　D．O2　E．H2O2
(2)除去溶液中的Fe3＋的方法是调整溶液的pH＝3.7，现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7，可选用的有________(多选不限，填代号)。
A．NaOH　B．氨水　C．Cu2(OH)2CO3　D．Na2CO3　E．CuO　F．Cu(OH)2

取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸，发生反应的化学方程式：                               ，反应后得到的溶液呈       色。用此溶液分别做如下实验：
(1)取少量溶液置于试管中，滴入几滴NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀生成，反应的化学方程式为                                    ，此反应属于       (填反应类型)。
(2)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈       色，即制得Fe(OH)3胶体。
(3)取另一只小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液，振荡均匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到       烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用来区别                               。
(4)用Fe(OH)3胶体进行下列实验：
①将其装入U形管中，用石墨电极接通直流电，通电一段时间后，发现阴极附近的颜色加深，这说明                                          ，这种现象称为       。
②向其中加入饱和(NH4)2SO4溶液发生的现象是               ，原因是                               。
③向其中滴入过量稀硫酸，现象是        ，其原因是                       。
④提纯此分散系常用的方法是                               。

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是                               。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在       范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋??Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝       。
(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：                               。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是       (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
－25.0
－68.8
沸点/℃
136.4
57.6
 

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是           。
（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式：       。若要确认其中有Fe2+，应选用       （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水         b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水                  d．酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为：      。然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 。

联碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图：

(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为________________。
(2)X是________，Y是________(填化学式)。
(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有________________；排出液W中的溶质除了氢氧化钙外，还有________________。
(4)从理论上分析，在氨碱法生产过程中________(填“需要”或“不需要”)补充氨气。
(5)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是________(填序号)。
a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c．加入食盐细粉目的是提高Na＋的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出
(6)联碱法与氨碱法相比，指出联碱法的一项优点___________________。

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