题目内容

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl2·3H2O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题：

金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
pH
氢氧化物开始沉淀
1.9
7.0
4.7
氢氧化物完全沉淀
3.2
9.0
6.7
 
(1)图中“试剂1”为________。
(2)加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为________。
(3)气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中。其中，应先通入的气体是________(填代号及对应物质的化学式)。
(4)由溶液C获得CuCl2·3H2O，需要经过__________、________、过滤等操作。
(5)已知：常温下Cu(OH)2的Ksp＝2×10－20。计算Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的平衡常数为________。

　(1)Cl2或H2O2
(2)3.2≤pH<4.7
(3)F——NH3
(4)蒸发浓缩　冷却结晶
(5)5×10－9

解析

练习册系列答案
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实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是__________；
A．品红溶液        B．紫色石蕊溶液     C．酸性KMnO4溶液     D．溴水
（2）过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为：___________________________________。
（3）过程③中，需加入的物质是___________________________。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有_______________。
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的___________ (填选项序号)；
A．稀硫酸        B．CaCO3       C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是_____________________。
（7）实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取2.70g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为___________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。

工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。

已知：TiOSO4遇水会水解。
(1)步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的离子方程式为_______________________
(2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。
a．熔、沸点差异　     b．溶解性差异　   c．氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2＋转化为H2TiO3的原理：
____________________________________________________________。
(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________
(6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
写出阳极的电极反应式：_________________________

在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。

某探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:

请回答下列问题:
（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为　                   。 
（2）第②步加H2O2的作用是　                             ; 
调溶液pH的目的是使　　　　生成沉淀。 
（3）用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是　　　　。 
（4）由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O ,探究小组设计了三种方案:

上述三种方案中,　　　　方案不可行,原因是　                                　　　; 
从原子利用率角度考虑,　　　　方案更合理。 
（5）探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol /L EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=　                    ; 
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是　　　　              。 
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子

已知少量碳酸钠与足量盐酸反应，有二氧化碳气体放出；而少量盐酸与过量碳酸钠反应，则生成碳酸氢钠和氯化钠，无气体放出。现有A、B两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为测定两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：
①取20mLA溶液，向其中缓慢滴入B溶液25mL，共收集到112mL（标准状况）气体。
②取25mLB溶液，向其中缓慢滴入A溶液20mL，共收集到56mL（标准状况）气体。
（1）写出少量盐酸与过量碳酸钠反应，无气体放出的离子方程式       ；
（2）为使上述①②反应完全，还需加入       ；（填“稀盐酸”或“碳酸钠溶液”）A溶液的物质的量浓度为        mol·L -1。

以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表

沉淀物
Cu（OH）2
Fe（OH）3
Fe（OH）2
开始沉淀pH
4．7
2．7
7．6
完全沉淀pH
6．7
3．7
9．6
 
（1）试剂a是__________，试剂b是__________。
（2）操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。
（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为__________，目的是使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，防止生成Cu（OH）2沉淀。
（4）反应Ⅴ的离子方程式为：__________________________________________。

从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:

已知2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2ONa2Al2Si2O8↓+4NaOH,请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为　　　　　　　　　　。 
(2)流程乙加入烧碱后Al2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 
(3)固体X的主要成分是　　　　　　　　,过滤时使用的玻璃棒,其作用是　　　　　　　　　　　　　。 
(4)滤液B中溶质的主要成分是　　　　　(填化学式);滤液E、K中溶质的主要成分是　　　　(填化学式),写出该溶液的一种用途　。 
(5)在流程中,选用CO2作酸化剂,为什么不选用盐酸?　　　　　　　　　　　　　　。 

用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2xH2O)。有如下操作：

已知：在pH为4～5时，Fe3＋几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2＋却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。检验溶液A中Fe2＋的最佳试剂为_____（填编号，下同）。
①KMnO4  ②(NH4)2S       ③NaOH        ④ KSCN
(2)氧化剂可选用_________。①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3 ④H2O2
(3)要得到较纯的产品，试剂可选用_______________。①NaOH ②FeO ③CuO ④Cu2(OH)2CO3
(4)从滤液经过结晶得到氯化铜晶体的方法是_____________（按实验先后顺序选填编号）。
①过滤 ②蒸发浓缩 ③蒸发至干 ④冷却
(5)欲测定溶液A中的Fe2＋的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外，还需_________，下列滴定方式中，最合理的是___________（夹持部分略去）（填字母序号）。

(6)为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2xH2O）中的x值，某学生设计了两种实验方案：
方案一：称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g
方案二：称取mg晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止，冷却，称量所得固体的质量为n2g。
试评价上述两种实验方案：其中正确的方案是________，理由是___________，据此计算得x＝_________（用含m、n1或n2的代数式表示）。

铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关，试回答下列问题：
（1）电子工业常用30％的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板，该反应的离子方程式为                       。
（2）已知：Fe(s)+O2(g)FeO(s) △H=－272 kJ·mol－1
C(s)+O2(g)CO2(g)   △H=－393.5 kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)2CO(g)  △H=－221 kJ·mol－1
则高炉炼铁过程中   FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)   △H=              。
（3）铁红（Fe2O3）是一种红色颜料。将一定量的铁红溶于160mL 5 mol·L－1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe3＋，则参加反应的铁粉的质量为         。
（4）以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如下图所示，其中P端通入CO2。

①石墨I电极上的电极反应式为                          。
②通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是  （填序号）。

A．X、Y两端都必须用铁作电极
B．可以用NaOH溶液作为电解液
C．阴极发生的反应是：2H2O＋ 2e－= H2↑+ 2OH－
D．白色沉淀只能在阳极上产生
③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，其颜色变化为                                        ，该反应的化学方程式为                     。

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