题目内容
【题目】工业上用废弃固体(含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制取粗铜、绿矾(FeSO4·7H2O)和明矾[KAl(SO4)2·12H2O],操作流程如下:
![]()
(1)气体a是_________(写化学式,下同),试剂X是_________(已知X是一种盐),固体C是_________。
(2)明矾可以净水,明矾净水的原理是____________________________________(用离子方程式表示)。
(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计成原电池,该电池的正极反应式为_______________________。
(4)取少量产品绿矾,加水溶解后再滴入几滴KSCN溶液,若产品绿矾中不含有Fe3+,观察到的现象为_________;若在产品绿矾的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,观察到的现象为__________________,原因是____________________________ (用离子方程式表示)。
(5)已知绿矾受热分解的化学方程式为2FeSO4·7H2O
Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。称取3.5g产品绿矾,加热分解至恒重后(杂质受热不分解),将反应所得的气体缓缓通入盛有足量蒸馏水的锥形瓶中,再用0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,滴定到终点时消耗酸性KMnO4溶液的体积为25.00mL,则产品绿矾的纯度为__________ (保留三位有效数字)。
【答案】 SO2 KHSO4 H2SiO3 Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+ O2+4e-+4H+=-2H2O 溶液不变红 高锰酸钾溶液的紫色褪去 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 99.3%
【解析】根据废弃固体的成分及流程,气体a为SO2,固体B中含有CuO、Fe2O3,溶液B中含有KAlO2、K2SiO3,试剂X是一种盐,则为KHSO4,固体C为H2SiO3;加入过量铁屑后,固体D为Cu、Fe,溶液D为FeSO4;(1)气体a是SO2,试剂X是KHSO4,固体C是H2SiO3;(2)明矾可以净水,明矾净水的原理是Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+;(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O设计成原电池,正极氧气得电子在酸性条件下生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+=-2H2O;(4)取少量产品绿矾,加水溶解后再滴入几滴KSCN溶液,溶液不变红,则产品绿矾中不含有Fe3+;若在产品绿矾的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,发生反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,故高锰酸钾溶液的紫色褪去;(5)根据反应2FeSO4·7H2O
Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O、5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,关系为10FeSO4·7H2O ~~5SO2-~~2MnO4-,产品绿矾的纯度为
。
【题目】钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
![]()
已知:①还原性:Cl->Co2+;
②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[ Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为__________________________________。
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。
(4)滤渣的主要成分为____________________(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量
序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
Ⅰ | 120-220 | CoC2O4·2H2O | 19.67% |
Ⅱ | 300~350 | _________________________ | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为___________mol·L-1
(7)从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是_________________________。