(12分)通过火法冶金炼出的铜是粗铜,含杂质金、银、铁、锌,不适合电器及其他仪器使用,必须进行电解精炼。表1为几种物质的溶度积。
表1:几种物质的溶度积
物 质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Zn(OH)2 | Cu(OH)2 |
溶度积Ksp | 8.0×10-16 | 4.0×10-38 | 3×10-17 | 2.2×10-20 |
(1)在精炼铜时,阳极是 (填“纯铜板”或“粗铜板”);金、银失电子能力比铜弱,因此以单质的形式沉积在电解槽 (填“阳极”或“阴极”)的槽底,阴极电极反应方程式是 。
(2)在精炼铜的过程中,Cu2+浓度逐渐减少,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了除杂方案(见下图)。
①试剂a是 ,加入试剂a的目的是 。
②操作①是 ,根据溶度积,除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是 。
③乙同学在查阅课本时发现,“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节PH至7~8,可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的除杂方案中也应该将溶液PH调至7~8。你认为乙同学的建议是否正确?(填“是”或“否”) ,
理由是 。
(14分)某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是: 。
(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由: 。
方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:
①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失。
(1)为验证猜想①,该组同学将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是 。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。
(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色。请用离子方程式解释这一现象产生的原因:
。
由此说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。
(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度大于2mol/L时,就会出现上述意外现象。请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:
。
方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表)。
编号 | 盐酸 | NaOH溶液 | △t/℃ |
1 | 3.65 | 2.00 | 3.5 |
2 | 3.65 | 4.00 | x |
3 | 7.30 | 8.00 | 14 |
![]()
(1)表中x = 。
(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过右图所示装置完成了实验。则该同学根据 (填实验现象)判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。