4.某化学小组研究盐酸被氧化的条件,进行如下实验.
(1)研究盐酸被MnO2氧化.
实验操作现象
I常温下将MnO2和12mol•L-1浓盐酸混合溶液呈浅棕色,略有刺激性气味
II将 I中混合物过滤,加热滤液生成大量黄绿色气体
III加热MnO2和4mol•L-1稀盐酸混合物无明显现象
①已知MnO2呈弱碱性. I中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应,化学方程式是MnO2+4HCl═MnCl4+2H2O.
②II中发生了分解反应,反应的化学方程式是MnCl4═Cl2↑+MnCl2
③III中无明显现象的原因,可能是c(H+)或c(Cl-)较低,设计实验(图1)IV进行探究:

将实验 III、IV作对比,得出的结论是III中没有明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-)较低,需要增大到一定浓度才能被MnO2氧化;将 i、ii作对比,得出的结论是MnO2氧化盐酸的反应中c(H+)变化的影响大于c(Cl-).
④用图2装置(a、b均为石墨电极)进行实验 V:
ⅰ.K闭合时,指针向左偏转
ⅱ.向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7mol•L-1,指针偏转幅度变化不大
ⅲ.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7mol•L-1,指针向左偏转幅度增大
将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比,得出的结论是HCl的还原性与c(H+)无关;MnO2的氧化性与c(H+)有关,c(H+)越大,MnO2的氧化性越强.
(2)研究盐酸能否被氧化性酸氧化.
①烧瓶中放入浓H2SO4,通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸,烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象.由此得出浓硫酸不能(填“能”或“不能”)氧化盐酸.
②向试管中加入3mL浓盐酸,再加入1mL浓HNO3,试管内液体逐渐变为橙色,加热,产生棕黄色气体,经检验含有NO2
实验操作现象
I将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中试纸先变蓝,后褪色
II将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl2试纸先变蓝,后褪色
III
通过实验 I、II、III证明混合气体中含有Cl2,III的操作是将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO2中.
(3)由上述实验得出:盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、c(Cl-)、c(H+)有关.
3.以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO43溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+?Cu2++5Fe2++2S.
(1)该反应中,Fe3+体现氧化性.
(2)上述总反应的原理如图1所示.负极的电极反应式是CuFeS2-4e-═Fe2++2S+Cu2+
(3)一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:
实验操作2小时后Cu2+浸出率/%
I加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO43溶液78.2
II加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO43溶液,通入空气90.8
III加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO43溶液,再加入少量0.0005mol•L-1 Ag2SO4溶液98.0
①对比实验 I、II,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是通入O2后,发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动.
②由实验 III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:
ⅰ.CuFeS2+4Ag+═Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ.Ag2S+2Fe3+═2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理,进行如下实验:
a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005mol•L-1 Ag2SO4溶液,充分混合后静置.取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中无明显现象,证明发生反应 i.
b.取少量Ag2S粉末,加入pH=1的0.10mol•L-1Fe2(SO43溶液溶液,充分混合后静置.取上层清液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应 ii.
(4)用实验 II的浸取液电解提取铜的原理如图2所示:

①电解初期,阴极没有铜析出.用电极反应式解释原因是Fe3++e-═Fe2+
②将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是Fe2+在阳极失电子生成Fe3+:Fe2+-e-═Fe3+,SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,Fe2(SO43溶液再生.
 0  162349  162357  162363  162367  162373  162375  162379  162385  162387  162393  162399  162403  162405  162409  162415  162417  162423  162427  162429  162433  162435  162439  162441  162443  162444  162445  162447  162448  162449  162451  162453  162457  162459  162463  162465  162469  162475  162477  162483  162487  162489  162493  162499  162505  162507  162513  162517  162519  162525  162529  162535  162543  203614 

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