题目内容

17．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成严重威胁．某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并用如下流程制备胆矾晶体（CuSO4•5H2O）：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子Fe3+Fe2+Cu2+
开始沉淀1.56.44.2
完全沉淀3.28.96.7
（1）滤渣Ⅰ的主要成份是（写化学式）Au、Pt．
（2）反应Ⅱ中加入H2O2的作用是使Fe2+氧化为Fe3+．
（3）生成沉淀反应的离子方程式有Fe3++3OHˉ=Fe（OH）3↓．
（4）操作Ⅰ的步骤是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）测定胆矾晶体纯度的实验步骤如下：
A． 准确称取3.125g胆矾晶体样品配成100mL溶液；
B． 取10.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，加入过量KI固体，发生反应：2Cu2++4Iˉ=2CuI↓+I2
C． 继续向上述混合物中，逐滴加入0.1000mol•L-1Na2S2O3溶液至恰好完全反应，共消耗12． 00mL Na2S2O3溶液：I2+2S2O32-=2Iˉ+S4O62-，则样品中胆矾晶体的质量分数96%．

分析 含Cu、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物加入硫酸和硝酸溶解铜和铁，金和铂不溶解，过滤得到滤渣为Au、Pt，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠溶液调节溶液的PH在3.2--4.2范围内，沉淀铁离子，过滤得到滤渣Ⅱ为氢氧化铁，滤液为硫酸铜溶液，通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾晶体，
（1）金属的混合物中加入硫酸和硝酸，Cu、Fe会发生反应变为溶液，Au、Pt难溶解；
（2）反应Ⅱ中加入H2O2的作用是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，便于将杂质Fe元素除去；
（3）生成沉淀反应是铁离子生成氢氧化铁沉淀；
（4）操作Ⅰ是从溶液中得到溶质晶体，具体的步骤是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）2CuSO4•5H2O～2Cu2+～2Iˉ～I2～2S2O32-，n（S2O32-）=0.1mol/L×0.012L×10=0.012mol，计算得到硫酸铜晶体物质的量，计算得到样品中胆矾晶体的质量分数．

解答 解：（1）含Cu、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物中加入硫酸和硝酸Cu、Fe会发生反应变为溶液，Au、Pt难溶解，所以滤渣Ⅰ的主要成份是Au、Pt，
故答案为：Au、Pt；
（2）反应Ⅱ中加入H2O2的作用是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，通过调节溶液PH便于将杂质Fe元素除去，
故答案为：使Fe2+氧化为Fe3+；
（3）生成沉淀反应的离子方程式有：Fe3++3OHˉ=Fe（OH）3↓，
故答案为：Fe3++3OHˉ=Fe（OH）3↓； 
（4）操作Ⅰ是硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体，操作的步骤是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
（5）2Cu2++4Iˉ=2CuI↓+I2，I2+2S2O32-=2Iˉ+S4O62-，
2CuSO4•5H2O～2Cu2+～2Iˉ～I2～2S2O32-，
n（S2O32-）=0.1mol/L×0.012L×10=0.012mol，
所以n（CuSO4•5H2O）=0.012mol，
其质量是0.012mol×250g/mol=3.0g，
所以样品中胆矾晶体的质量分数是$\frac{3.0g}{3.125g}$×100%=96%，
故答案为：96%；

点评 本题考查元素及化合物的性质、杂质的除去、离子方程式的书写、关系式法在化学计算中的应用及物质纯度的计算的知识，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．下列叙述正确的是（　　）
A．1 mol H2SO4的质量是98 g/mol
B．CO2的摩尔质量等于CO2的相对分子质量
C．摩尔质量建立了物质的物质的量与物质的质量之间的联系
D．1 mol任何物质的质量等于该物质的相对分子质量
8．某课外兴趣小组用0.10mol•L-1标准盐酸滴定某NaOH溶液的浓度，用酚酞作指示剂．
①滴定终点时的现象为锥形瓶中的溶液由红色变无色且在半分钟内不恢复；
②滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化；
③下列操作可能使测定结果偏低的是C．
A．酸式滴定管在装酸液前未用标准酸液润洗
B．开始时酸式滴定管尖嘴部分留有气泡，滴定过程中消失
C．装待测液的滴定管，放液前平视，后仰视
D．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次
④已知测的下列数据：
测定次数待测液体积/mL标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL滴定后读数/mL
第一次25.000.4020.38
第二次25.004.0024.02
则待测烧碱溶液的物质的量浓度为0.08mol/L．
5．现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量（g•100mL-1）．
Ⅰ．实验步骤
（1）用酸式滴定管（填仪器名称）量取10.00mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100mL容量瓶（填仪器名称）中定容，摇匀即得待测白醋溶液．
（2）用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴酚酞作指示剂．
（3）读取盛装0.100 0mol•L-1 NaOH 溶液的碱式滴定管的初始读数．如果液面位置如图所示，则此时的读数为0.60mL．
（4）滴定．当溶液由无色恰好变为浅红色，并在半分钟内不褪色时，停止滴定，并记录NaOH溶液的终读数．重复滴定3次．
Ⅱ．实验记录
    滴定次数实验数据（mL）1234
V（样品）20.0020.0020.0020.00
V（NaOH）（消耗）15.9515.0015.0514.95
Ⅲ．数据处理与讨论
（1）甲同学在处理数据时计算得：
平均消耗的NaOH溶液的体积V=$\frac{15.95+15.00+15.05+14.95}{4}$mL=15.24mL．指出他的计算的不合理之处第一次误差明显大，属异常值，应舍去．按正确数据处理，可得c（市售白醋）=0.45mol•L-1；市售白醋总酸量=0.075g•100mL-1．
（2）在本实验的滴定过程中，下列操作会使实验结果偏大的是ab填写序号）．
a．碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
b．碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
c．锥形瓶中加入待测白醋溶液后，再加少量水
d．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出．
12．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水．在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O   反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80ml蒸馏水．另取5g研细的硫粉，用3ml乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图所示，部分加持装置略去），水浴加热，微沸60分钟．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤，洗涤，干燥，得到产品．
回答问题：
（1）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（2）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4，检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（3）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产品纯度
准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000mol•L?1碘的标准溶液滴定，滴定至终点时，消耗标准溶液的体积为18.10mL．
反应原理为：2S2O32?+I2═S4O62-+2I?
（4）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（5）产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.620×1{0}^{-3}Mg}{Wg}$×100%．
Ⅲ．Na2S2O3的应用
（6）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42?，常用作脱氧剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．．
2．现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度．用氢氧化钠溶液来滴定邻苯二甲酸溶液时有下列操作：
①向溶液中加入1～2滴指示剂    ②取20mL标准溶液放入锥形瓶中
③用氢氧化钠溶液滴定至终点    ④重复以上操作
⑤用天平精确称取5.105g邻苯二甲酸氢钾（相对分子质量为204.2）固体配成250mL标准溶液（测得pH约为4.2）．
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度．
（1）以上各步中，正确的（填序号）操作顺序是⑤②①③④⑥，上述②中使用的仪器除锥形瓶外，还需要使用的仪器是酸式滴定管．选用指示剂是：酚酞
（2）滴定，并记录NaOH的终读数．重复滴定几次，数据记录如下表：
         滴定次数
实验数据		1234
V（样品）/mL20.0020.0020.0020.00
V（NaOH）/mL（初读数）0.100.300.000.20
V（NaOH）/mL（终读数）20.0820.3020.8020.22
V（NaOH）/mL（消耗）19.9820.0020.8020.02
某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为：
V（NaOH）=$\frac{19.98+20.00+20.80+20.02}{4}$20.20mL，他的计算合理吗？理由是不合理；第3组数据和其他三组相差较大，不应采用
通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢  氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示，则a＜20.02（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）步骤②中在观察滴定管的起始读数时，要使滴定管的尖嘴部分充满溶液，如果滴定管内部有气泡，赶走气泡的操作快速放液．
（4）滴定前，用蒸馏水洗净碱式滴定管，然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定，此操作对实验结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
9．新的生产MnO2和锌的工艺简化流程框图如图（中间产物的固体部分已经略去）：

软锰矿：MnO2含量≥65%、Al2O3含最为4%；闪锌矿：ZnS含量≥80%．FeS、CuS、CdS含量各为2%．滤液B中含金属离子：Zn2+，Mn2+，Fe2+，Al3+
试回答下列问题：
（1）软锰矿、闪锌矿与硫酸溶液共热时可析出硫．金属元素均转化为相应的硫酸盐（锰元素以-2价存在）．则其中MnO2和FeS发生反应的离子方程式为3MnO2+2FeS+12H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3++3Mn2++2S↓+6H2O；
（2）步骤③中的MnO2也可用下列BD （填序号）物质代替．（不考虑Mn2+的反应）
A． KMnO4固体B． H2O2         C．浓硝酸D．浓硫酸E．氯水
（3）加入化合物C后可得纯净的Z．nSO4，MnSO4溶液，C可以是ZnO，Zn（OH）2，Mn（OH）2 或MnCO3（或ZnCO3） （填一种含只种元素的化合物的化学式），产品D为H2SO4 （填化学式）．
（4）电解过程中阳极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；
（5）Ⅰ．将制得的MnO2（s）与KOH（s），KClO3（s）按比例混合，加热熔融（不断搅拌）可得KCl和K2MnO4的固体混合物；Ⅱ．再用5%的KOH溶液溶解得绿色（MnO42-的颜色）溶液；Ⅲ．向绿色溶液中通入适量CO2后，将溶液加热，并趁热滤去残渣（含MnO2（s））；Ⅳ．将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得紫色KMnO4晶体．
①为了使MnO2，KOH，KC1O3恰好完全反应，三者的物质的量之比应为3：6：1；
②写出Ⅲ中生成KMnO4的化学方程式：2CO2+3K2MnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KMnO4+MnO2+2K2CO3；
③Ⅲ中，需控制CO2的用量，若CO2过量，会使所得产品纯度降低，原因是CO2通入过量会生成溶解度小的KHCO3，随KMnO4晶体一起析出．
6．《华北电力大学学报：社会科学版》2014年第2期的文章《欧盟暂停征收航空碳排放税的法律思考》，该文章从欧盟暂停征收航空碳排放税的背景人手，分析了欧盟征收航空碳排放税的争议焦点所在，最后对欧盟暂停征收航空碳排放税进行了评析，并提出征收航空碳排放税是未来趋势的观点，希望在反对声中换一个视角来阐述征收航空碳排放税对于环境保护、技术革新和国际法的促进作用．
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
5C+4KMnO4+6H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O
（2）在2L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F．当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如表：
 n/mol
T/℃		 活性炭NO  E F
 初始 2.0300.100  0 0
 T1 2.000 0.040 0.030 0.030
 T2 2.005 0.050 0.025 0.025
上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2．
①计算：K1=$\frac{9}{16}$．
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）C．
A． T1＞T2     B． T1＜T2      C．无法比较
（3）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41kJ/mol
已知：2H2O （g）═2H2（g）+O2（g）；△H=+484kJ/mol，
①写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566 kJ/mol．
②某温度下，在一容积可变的容器中，CO转化生成CO2的反应达到平衡时，CO、O2和CO2的物质的量分别为4mol、2mol、和4mol．保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是：（填序号）A．
A． 均增加1mol   B． 均加倍   C． 均减少1mol   D． 均减半．
7．已知：A2（g）+$\frac{1}{2}$B2（g）═A2B（g），反应过程中能量变化如图，问：
（1）a、b、c分别代表什么意义？
a．旧键断裂吸收的能量；b．生成新键放出的能量；c．由气态到液态放出的能量．
（2）该反应是放热还是吸热？放热，△H大于零还是小于零？小于零．
（3）写出A2B（L）分解的热化学反应方程式A2B（L）=A2（g）+$\frac{1}{2}$B2（g）△H=+（b-a+c）kJ/mol．

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