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(15分)硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:![]()
请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO B. MgO C. FeCO3 D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 |
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。 查看习题详情和答案>>
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:
请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO B. MgO C. FeCO3 D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 |
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。
Cu+2H2SO4(浓)═CuSO4+A↑+2H2O
试通过计算和推理完成下面的问题:
(1)A物质可以导致酸雨的形成.则A应该属于
a.酸 b. 碱 c. 盐 d. 酸性氧化物 e. 碱性氧化物
A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中
(2)学习了分类法后,甲同学把下列物质分为一类:CuSO4溶液、CuSO4?5H2O、Cu(OH)2、液态O2.你认为甲同学分类的标准是
根据物质之间的反应关系判断,下列反应能生成CuSO4的是
a.金属+酸 b. 金属氧化物+酸 c. 碱+酸 d. 盐+酸
(3)足量的铜片与 含溶质1.8mol的浓H2SO4充分反应,如果该反应过程中转移了 0.2mol电子,生成的CuSO4的质量为
(4)将反应后所得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应.请写出此过程发生的反应的离子方程式:
(12分)已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平): Cu + 2H2SO4(浓) == CuSO4 + A ↑ + 2H2O
试通过计算和推理完成下面的问题:
(1)A物质可以导致酸雨的形成。则A应该属于______(填字母代号)。
a.酸 b. 碱 c. 盐 d. 酸性氧化物 e. 碱性氧化物
A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中_______(填写化学式)失去电子。
(2)学习了分类法后,甲同学把下列物质分为一类:CuSO4溶液、CuSO4·5H2O、Cu(OH)2、液态O2。你认为甲同学分类的标准是_______________________。
根据物质之间的反应关系判断,下列反应能生成CuSO4的是_______(用字母代号填写)。
a.金属+酸 b. 金属氧化物+酸 c. 碱+酸 d. 盐+酸
(3)足量的铜片与含溶质1.8 mol的浓H2SO4充分反应,如果该反应过程中转移了 0.2 mol电子,生成的CuSO4的质量为____________克,生成的A气体在标准状况下体积为______升(假设气体全部逸出)。
(4)将反应后所得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应。请写出此过程发生的反应的离子方程式:__________________;__________________。 计算:反应后所得沉淀的质量为_____克(保留到0.1g)。
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(12分)已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平): Cu + 2H2SO4(浓) ="=" CuSO4 + A ↑ + 2H2O
试通过计算和推理完成下面的问题:
(1)A物质可以导致酸雨的形成。则A应该属于______(填字母代号)。
a.酸 b.碱 c.盐 d.酸性氧化物 e.碱性氧化物
A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中_______(填写化学式)失去电子。
(2)学习了分类法后,甲同学把下列物质分为一类:CuSO4溶液、CuSO4·5H2O、Cu(OH)2、液态O2。你认为甲同学分类的标准是_______________________。
根据物质之间的反应关系判断,下列反应能生成CuSO4的是_______(用字母代号填写)。
a.金属+酸 b.金属氧化物+酸 c.碱+酸 d.盐+酸
(3)足量的铜片与含溶质1.8 mol的浓H2SO4充分反应,如果该反应过程中转移了 0.2 mol电子,生成的CuSO4的质量为____________克,生成的A气体在标准状况下体积为______升(假设气体全部逸出)。
(4)将反应后所得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应。请写出此过程发生的反应的离子方程式:_____________
_____;__________________。计算:反应后所得沉淀的质量为_____克(保留到0.1g)。