题目内容


铜等金属及其化合物在日常生产生活中用途非常广泛。

Ⅰ.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:

请回答下列问题:

(1)溶液A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为    (填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为    (填代号)。

a.KMnO4     b. (NH4) 2S    c. H2O2     d.KSCN

(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过               等操作。

(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入)    (填化学式)。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列    装置回收(填代号)。

Ⅱ.(1)某同学欲从含FeCl3、FeCl2、CuCl2的废液中回收金属铜,取上述1L废液加入铁粉,充分反应。所加铁粉的物质的量与废液中铜离子的物质的量的关系曲线如图:

已知原废液中c(Cl-)=6.0mol.L-1,则原废液中c(Fe3+)=           ,c(Fe2+)=             。(忽略水解及溶液体积变化)

(2)现有Fe2O3、ZnO、CuO的混合固体粉末ag,在加热条件下用足量的CO还原,得到金属混合物2.41g,将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后,产生5.00g白色沉淀。请回答下列问题:

①a=         

②若agFe2O3、ZnO、CuO的混合物总物质的量为bmol,则Fe2O3的物质的量为       。(用含b的代数式表示)


【知识点】除杂、尾气吸收等实验常识  化学计算J2  J3  J5

【答案解析】Ⅰ(共7分)(1)c   d (各1分。共2分)

(2)加热蒸发(或蒸发浓缩)、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(2分)  

(3)NH3·H2O (2分)   b (1分)

Ⅱ.(共8分,每空各2分)(1)0.4mol/L    1.6mol/L

    (2)① 3.21g  ②(0.025-b/2)mol

  解析:Ⅰ.(1)由图中转化关系可知,试剂①的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,考虑到不引入新杂质,试剂①应选H2O2,检验Fe3+的最佳试剂为KSCN,故答案为:cd;
(2)由CuSO4溶液得到CuSO4•5H2O需经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作,;
(3)要使CaCl2溶液中生成CaCO3,须在溶液显碱性的条件下通CO2,为使溶液显碱性,可向溶液中加氨水或通NH3;NH3极易溶于水,吸收多余NH3时要防止倒吸,选择b装置。

Ⅱ.(1)加铁粉的过程中发生的反应为:2FeCl3+Fe=3FeCl2 ,CuCl2+Fe=FeCl2+Cu,从图中可以看出有0.2摩尔铁与FeCl3反应,c(Fe3+)=0.4mol/1L=0.4mol/L ,c(Cu2+)=0.8mol/L利用电荷守恒c(Fe3+)×3+c(Fe2+)×2+c(Cu2+)×2=c(Cl-)×1    计算得:c(Fe2+)=1.6mol/L。

(2)①CO2的物质的量为5g/100g.mol-1=0.05mol,发生的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2  ZnO+COZn+CO2; CuO+COCu+CO2,CO2中的O原子来源于CO和金属氧化物,
则氧化物中氧元素的物质的量为n(O)=0.05mol,质量为0.05mol×16g/mol=0.8g,
所以金属氧化物的质量为2.41g+0.8g=3.21g,即a=3.21;

②设的物质的量分别为x、y、z则有x+y+z=b;3x+y+z=0.05两式联立得:x=(0.025-b/2)mol.

【思路点拨】本题考查除杂、尾气吸收等实验知识,以及化学计算,要求知识掌握准确、运用熟练,顺利书写反应方程式.


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