题目内容

【题目】某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下:

已知:①Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示:

沉淀物

Cu(OH)2

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

开始沉淀pH

5.4

4.0

2.7

5.8

沉淀完全pH

6.7

5.2

3.7

8.8

(1)为了加快反应Ⅰ的速率,可以采取的措施是____________ (写两条)。

(2)固体混合物A中的成分是________。

(3)反应Ⅰ完成后,铁元素的存在形式为________(填离子符号);写出生成该离子的离子方程式____________。

(4)操作1主要包括:蒸发浓缩、冷却结晶、________。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤。原因是______________。

(5)用NaCl0调pH可以生成沉淀B,利用题中所给信息分析沉淀B为_______,该反应的离子方程式为______________.

【答案】适当升高温度;不断搅拌;将矿渣粉碎;适当增大硫酸的浓度等;SiO2、CuFe2+2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+过滤;冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失;2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

【解析】

(1)由于矿渣为固体,所以为了加快反应Ⅰ的速率,可以采取的措施是将固体粉碎;也可以适当升高反应的温度;或增大反应物H2SO4的浓度等措施;(2)SiO2是酸性氧化物,不能与酸发生反应,Cu2O在酸性条件下发生自身氧化还原反应,反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;溶液中发生了反应:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,溶液中铁元素的存在形式为Fe2+;洗涤CuSO45H2O粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤,原因是CuSO4溶液溶解于水,而且温度越高,溶解度越大.若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失;用NaClO调节pH时,反应生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO。

(1)由于矿渣为固体,所以为了加快反应I的速率,可以采取的措施是将固体粉碎,也可以适当升高反应的温度,或增大反应物H2SO4的浓度等措施。(2)SiO2是酸性氧化物,不能与酸发生反应;其它金属氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3与硫酸发生反应:Cu2O+H2SO4=Cu+

CuSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Cu=CuSO4+ 2FeSO4,因此发生反应I后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO2和Cu。(3)因为在矿渣中Fe元素的化合价为+3价,先与酸发生复分解反应得到Fe2(SO4)3, Fe2(SO4)3与Cu发生反应:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,铁元素的存在形式为Fe2+。(4)从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;洗涤五水硫酸铜晶体粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤的原因是CuSO4溶液溶解于水,而且温度越高,溶解度越大,若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失;(5)NaClO具有氧化性,Fe2+具有还原性,用NaClO调节pH时,反应生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO,反应的离子方程式为2Fe2++7ClO-+2H++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO。

练习册系列答案
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①溶液中存在的离子是______;

②写出溶液中加入过量的稀硫酸反应的离子方程式______;

(2)以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-,CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN-的浓度为0.2mol·L—1)进行实验。

①写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式:________;

②若结果测得CO2的质量为1.408g,则该实验中测得CN-被处理的百分率为____。

(3)酸性KMnO4、H2O2、NaClO在生产、生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中H2O2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸 (H2C2O4)去除,Fe(NO3)3也是重要氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。

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②取300 mL 0.2 mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则消耗KMnO4的物质的量的是________mol。

③在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色。写出溶液先变为浅绿色的离子方程式:_________________________________。

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