20.碱式碳酸铜是一种具有广泛用途的化工产品,主要用于固体荧光粉激活剂和铜盐的制造等.
I.制备
碱式碳酸铜因生成条件不同,其颜色和组成也不尽相同,即:碱式碳酸铜中Cu(OH)2和CuCO3的比例不同.某实验小组设计以下不同实验制备碱式碳酸铜.
(1)由Na2CO3•10H2O与CuSO4•5H2O反应制备:称取14.0g CuSO4•5H2O、16.0g Na2CO3•10H2O,用研钵分别研细后再混合研磨,立即发生反应,有“嗞嗞”声,而且混合物很快成为“黏胶状”.将混合物迅速投入200mL沸水中,快速搅拌并撤离热源,有蓝绿色沉淀生成,过滤,用水洗涤,至滤液中不含SO42-为止,取出沉淀,风干,得到蓝绿色晶体.
①混合物发生反应时有“嗞嗞”声的原因是有CO2气体生成.
②撤离热源的目的是防止碱式碳酸铜受热分解.
③检验滤液中是否含有SO42-的方法是取最后一次洗涤液于试管中,先加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有BaSO4白色沉淀产生,则证明有SO42-,否则没有.
(2)由Na2CO3溶液与CuSO4溶液反应制备:分别按一定比例取CuSO4溶液和Na2CO3溶液,水浴加热到设定温度后,在充分振荡下采用将CuSO4 溶液加入Na2CO3溶液或将Na2CO3溶液加入CuSO4 溶液的加料顺序进行实验.影响产品组成和产率的因素可能有温度、反应物配比、加料顺序.(列1 点)
Ⅱ.组成测定
有同学查阅资料发现用Cu(OH)2•CuCO3 表示碱式碳酸铜是不准确的,较为准确、科学的表达式是mCu(OH)2•nCuCO3,不同来源的碱式碳酸铜的m、n 值需要具体测定.
(3)热分解法测定碱式碳酸铜组成的实验装置如图所示.通过测定碱式碳酸铜在灼热后所产生的气体体积,推导出碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的含量,即可求出m 和n 的比值.
①仪器c 的名称是漏斗.
②检查装置气密性的方法是连接好装置,通过漏斗向装置中加水,至漏斗中水面比量气管中高,静置,水面不发生变化则装置不漏气,否则装置漏气.
③三次平行实验测定结果如下表,则该样品中m:n=3:2,若量气管中所盛液体为水,则该测定值比理论值偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).

 实验序号 样品质量/g CO2体积/mL(已折算成标准状况下)
 1 0.542 44.82
 2 0.542 44.80
 3 0.542 44.78
19.高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料.某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过程如下(部分操作和条件略):
①缓慢向烧瓶中(见图)通入过量混合气进行“浸锰”操作,主要反应原理为:SO2+H2O=H2SO3;MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O(铁浸出后,过量的SO2会将Fe3+还原为Fe2+
②向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末.
③再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右,过滤.
④调节滤液pH为6.5~7.2,加入NH4HCO3,有无色无味的气体放出,同时有浅红色的沉淀生成,经过滤、洗涤、干燥,得到高纯碳酸锰.请回答:
(1)石灰乳参与反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2═CaSO3+H2O.

(2)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6的生成,温度对“浸锰”反应的影响如下图,为减少MnS2O6 的生成,“浸锰”过程适宜的温度是150℃(或150℃以上).

(3)查阅下表回答②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是将Fe2+氧化为Fe3+,将过量的SO2氧化除去.
物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2
开始沉淀pH2.77.68.34.7
完全沉淀pH3.79.69.86.7
(4)③中所得的滤液中含有Cu2+,可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+,经过滤,得到纯净的MnSO4溶液.用平衡移动原理解释加入MnS的作用MnS(S)?Mn2+(aq)+S2-(aq)、S2-(aq)+Cu2+(aq)?CuS(S) 生成的CuS比MnS更难溶,促进MnS不断溶解,平衡右移,使Cu2+除去.
(5)④中加入NH4HCO3后发生反应的离子方程式是Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O.
(6)已知MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解.请问用少量C2H5OH洗涤的原因是防止MnCO3潮湿时被空气氧化、便于在温度低于100℃干燥等.
18.钛是继铁、铝后的第三金属,二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,二氧化钛还可作为制备钛单质的原料.
Ⅰ.用钛铁矿制取二氧化钛,(钛铁矿主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价,含有Fe2O3杂质.)主要流程如下:

(1)Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.
(2)加Fe的作用是将Fe3+还原为Fe2+

Ⅱ.由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:
(3)反应②的方程式是TiCl4+4Na$\frac{\underline{\;550℃\;}}{氩气}$4NaCl+Ti,该反应需要在Ar气氛中进行的原因是防止高温下Na(Ti)与空气中的O2(或N2、CO2)作用.
(4)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:
Ti(s)+2I2(g)$?_{约1250℃}^{400℃}$TiI4(g)下列说法正确的是(d).
(a) 该反应的△H>0               
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区
Ⅲ.科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.

(5)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氧化钙,原理如右图所示 该方法阴极获得钛的电极反应为TiO2+4e-=Ti+2O2-
(6)在上述方法的基础上发明了一种更加绿色环保的技术,阳极改用金属陶瓷,并在阳极通入某种常见的还原性气体单质,则生成无污染的电极产物.通入的气体是H2
17.用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量Fe)制备胆矾晶体(CuSO4•5H2O)及副产物ZnO的流程为:

已知:①Zn及化合物性质与Al及化合物性质相似,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-
②下表为几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀时金属离子浓度为1.0mol•L-1).
Fe3+Fe2+Zn2+
开始沉淀的pH1.15.8
沉淀完全的pH3.08.88.9
(1)往滤液A中加H2O2的作用是将 Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(2)调节pH=3~4的试剂X可以用AC:
A.ZnO     B.NaOH     C.Zn(OH)2 D.ZnSO4
调节pH=3~4的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3,达到除去Fe3+的目的.
(3)往滤液A中加的Y试剂可以是B:
A.ZnO     B.NaOH   C.Na2CO3D.ZnSO4
(4)由不溶物生成溶液D的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O.
(5)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、晾干.
(6)测定胆矾晶体纯度(不含能与I-反应的杂质):准确称取0.5000g胆矾晶体置于锥形瓶,加适量水溶解,再加过量KI,用0.1000mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液19.60mL,离子反应为:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
①胆矾晶体的纯度为98.00%.
②若滴定前仰视、滴定后俯视滴定管读数,所测纯度将会偏低(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
 0  153862  153870  153876  153880  153886  153888  153892  153898  153900  153906  153912  153916  153918  153922  153928  153930  153936  153940  153942  153946  153948  153952  153954  153956  153957  153958  153960  153961  153962  153964  153966  153970  153972  153976  153978  153982  153988  153990  153996  154000  154002  154006  154012  154018  154020  154026  154030  154032  154038  154042  154048  154056  203614 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网