题目内容
【题目】某实验小组采用刻蚀废液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2,实验流程如下:
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已知:Cu2Cl2是白色固体,微溶于水,难溶于乙醇,受潮后在空气中易被迅速氧化。
(1)“预处理"时,需用Na2CO3调节溶被至微酸性而不是碱性,其原因是_____
(2)“还原Ⅰ”需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为_______
(3)“还原Ⅱ”中,Cu2+参与反应的离子方程式为______
(4)“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是________
(5)“过滤Ⅱ”得到的Cu2Cl2需用无水乙醇洗涤,并在真空干燥机内于70℃干燥2小时,冷却,密封包装。于70℃真空干燥的目的是_________
(6)①请设计从“过滤Ⅰ”所得滤渣中获取Cu的实验方案:_______(实验中可供选择的试剂:稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水)。
②现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比,请补充实验方案:_______________,分别按途径a、b制取Cu和Cu2Cl2,测得Cu的质量为m1g,Cu2Cl2的质量为m2g,则途径a、b铜素的回收率比为________(铜元素回收率=产品中铜元素质量/废液中铜元素的质量×100%)
【答案】 防止Cu形成沉淀 水浴加热 2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+ Cu2Cl2微溶于水,增大Cl-浓度,有利于Cu2Cl2析出(沉淀) 加快乙醇和水的挥发,防止Cu2Cl2被空气氧化 稀硫酸加到滤渣中,搅拌,充分反应至无气体产生为止,过滤并用蒸馏水洗涤2~3次,低温烘干 取两份相同体积的预处理后的水样 199m1/128m2
【解析】(1)如果调节溶液至弱碱性,就有可能形成氢氧化铜沉淀,造成铜元素的损失。
(2)反应的适宜条件是80℃,低于水的沸点,所以合理的加热方式是水浴加热。
(3)“还原Ⅱ”中,加入亚硫酸钠的目的是为了将铜离子还原为Cu2Cl2,从溶液中析出,亚硫酸根应该被氧化为硫酸根离子,反应为:2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+。
(4)题目已知Cu2Cl2微溶于水,加入氯化钠固体可以增大溶液中的Cl-浓度,进一步降低Cu2Cl2的溶解度,有利于其析出。
(5)加热到70℃是为了使乙醇和水快速气化,加快干燥的速率,同时已知:Cu2Cl2受潮后在空气中易被迅速氧化,干燥时为了避免其被空气氧化,选择了真空干燥。
(6)①过滤Ⅰ得到的固体是Fe和Cu,Cu不与稀硫酸反应,而Fe会与硫酸反应转化为硫酸亚铁溶于水,所以实验方案为:稀硫酸加到滤渣中,搅拌,充分反应至无气体产生为止,过滤并用蒸馏水洗涤2~3次,低温烘干(避免Cu被氧化)。
②欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比,应该取用相同的起始原料,进行不同途径的处理,所以答案为:取两份相同体积的预处理后的水样。设废液中含有的铜元素的质量为mg,则途径a的回收率为m1/m;途径2的回收率为128m2/199m;所以途径a、b的回收率之比为:(m1/m)∶(128m2/199m)=199 m1∶128m2。
【题目】下列实验能达到预期目的的是
序号 | 实验内容 | 实验目的 |
A | 将FeCl3固体溶于少量浓盐酸中,再加蒸馏水稀释至所需浓度 | 配制氯化铁溶液 |
B | 常温下,将干电池的温度升高到40℃,其输出电流增大 | 证明干电池可将环境热能转化为电能 |
C | 向CuCl2溶液中加入NaOH调节pH>4 | 除去CuCl2的Fe3+杂质 |
D | 向BaSO4悬浊液中加入Na2CO3饱和溶液,过滤出的沉淀加入盐酸有气体生成 | 证明Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4) |
A. A B. B C. C D. D
【题目】硫酸锌被广泛应用于医药领域和工农业生产。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO47H2O的一种流程如图:
(1)步骤Ⅰ的操作是____________。
(2)步骤Ⅰ加入稀硫酸进行酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是______________。
(3)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为____________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中,加入锌粉的作用是______________。
(5)已知硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
从硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为________________、冷却结晶、过滤。烘干操作需在减压低温条件下进行,原因是_________________________________。
(6)取28.70 g ZnSO47H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。分析数据,680℃时所得固体的化学式为______。
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a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4H2O