沉淀 | Cu(OH)2 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
開(kāi)始沉淀pH | 5.4 | 4.0 | 2.2 | 5.8 |
沉淀完成pH | 6.7 | 5.2 | 3.2 | 8.8 |
分析 礦渣加入稀硫酸,Cu2O、Al2O3、Fe2O3溶解,二氧化硅不溶,所以固體混合物A是不溶于稀硫酸的物質(zhì),發(fā)生的反應(yīng)有Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,得出A的成分是SiO2、Cu;
由于單質(zhì)Cu存在,鐵元素以Fe2+形式存在,反應(yīng)方程式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,濾液中主要是Al3+、Fe2+、Cu2+;
加入NaClO具有氧化性,氧化Fe2+為Fe3+,同時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH使Al3+、Fe3+沉淀完全,根據(jù)Fe(OH)3和Al(OH)3開(kāi)始沉淀和沉淀結(jié)束的pH關(guān)系,x范圍是:3.2≤pH<4.0,目的是沉淀Fe(OH)3;y范圍是:5.2≤pH<5.4,沉淀Al(OH)3;最后得到氯化銅、硫酸銅溶液,電解法獲取Cu時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e-=Cu;陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl--2e-=Cl2↑;次氯酸鈉中的次氯酸根結(jié)合溶液中的氫離子,PH升高;NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO-+H+?HClO,ClO-消耗H+,從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的;溶液顯示酸性,次氯酸是弱酸,次氯酸根結(jié)合酸溶液中的氫離子;生成一種具有漂白作用的物質(zhì)是次氯酸;
(1)固體混合物A中的成分是SiO2、Cu;
(2)反應(yīng)I完成后,鐵元素的存在形式為Fe2+;
(3)通過(guò)以上分析知,y的數(shù)值范圍是5.2≤pH<5.4;
(4)根據(jù)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+知,Cu2O中大多數(shù)Cu元素生成銅離子,少數(shù)生成Cu單質(zhì),若電解法獲得Cu 64.0g,其物質(zhì)的量是1mol,則原礦渣中Cu2O的物質(zhì)的量大于0.5mol;
(5)ClO-和H+反應(yīng)生成弱電解質(zhì)HClO,從而消耗氫離子導(dǎo)致溶液pH升高;
(6)用NaClO調(diào)pH,生成沉淀B的同時(shí)生成一種具有漂白作用的物質(zhì),沉淀B是氫氧化鐵,漂白性物質(zhì)是HClO,且該物質(zhì)與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為4:1,據(jù)此書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)的離子方程式.
解答 解:礦渣加入稀硫酸,Cu2O、Al2O3、Fe2O3溶解,二氧化硅不溶,所以固體混合物A是不溶于稀硫酸的物質(zhì),發(fā)生的反應(yīng)有Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,得出A的成分是SiO2、Cu;
由于單質(zhì)Cu存在,鐵元素以Fe2+形式存在,反應(yīng)方程式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,濾液中主要是Al3+、Fe2+、Cu2+;
加入NaClO具有氧化性,氧化Fe2+為Fe3+,同時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH使Al3+、Fe3+沉淀完全,根據(jù)Fe(OH)3和Al(OH)3開(kāi)始沉淀和沉淀結(jié)束的pH關(guān)系,x范圍是:3.2≤pH<4.0,目的是沉淀Fe(OH)3;y范圍是:5.2≤pH<5.4,沉淀Al(OH)3;最后得到氯化銅、硫酸銅溶液,電解法獲取Cu時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e-=Cu;陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl--2e-=Cl2↑;次氯酸鈉中的次氯酸根結(jié)合溶液中的氫離子,PH升高;NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO-+H+?HClO,ClO-消耗H+,從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的;溶液顯示酸性,次氯酸是弱酸,次氯酸根結(jié)合酸溶液中的氫離子;生成一種具有漂白作用的物質(zhì)是次氯酸;
(1)通過(guò)以上分析知,固體混合物A中的成分是SiO2、Cu,故答案為:SiO2、Cu;
(2)反應(yīng)I發(fā)生的反應(yīng)為Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,所以反應(yīng)I完成后,鐵元素的存在形式為Fe2+,故答案為:Fe2+;
(3)通過(guò)以上分析知,調(diào)節(jié)y的目的是除去鋁離子而不能除去銅離子,所以y的數(shù)值范圍是5.2≤pH<5.4,故答案為:5.2≤pH<5.4;
(4)根據(jù)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+知,Cu2O中大多數(shù)Cu元素生成銅離子,少數(shù)生成Cu單質(zhì),若電解法獲得Cu 64.0g,其物質(zhì)的量是1mol,原礦渣中Cu2O的物質(zhì)的量大于0.5mol而小于1mol,其質(zhì)量=0.5mol×144g/mol=72g,所以大于72g而小于144g,故答案為:c;
(5)ClO-和H+反應(yīng)生成弱電解質(zhì)HClO,從而消耗氫離子導(dǎo)致溶液pH升高,從而調(diào)節(jié)溶液的pH,故答案為:b;
(6)用NaClO調(diào)pH,生成沉淀B的同時(shí)生成一種具有漂白作用的物質(zhì),沉淀B是氫氧化鐵,漂白性物質(zhì)是HClO,且該物質(zhì)與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為4:1,據(jù)此書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO,
故答案為:2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO.
點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純,為高頻考點(diǎn),涉及氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、基本操作、pH判斷等知識(shí)點(diǎn),明確反應(yīng)原理及基本操作方法是解本題關(guān)鍵,難點(diǎn)是判斷調(diào)節(jié)溶液的pH,題目難度不大.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) | B. | c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) | ||
C. | c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH-)=c(H+) | D. | c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH-)>c(H+) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 反應(yīng)過(guò)程中可以看到白色沉淀先轉(zhuǎn)化為灰綠色后轉(zhuǎn)化為紅褐色 | |
B. | 若Fe2+失去4mol電子,生成氧氣的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下約為22.4L | |
C. | 4 mol Na2O2在反應(yīng)中共得到6NA個(gè)電子 | |
D. | 該反應(yīng)中Na2O2既是氧化劑又是還原劑,O2是氧化產(chǎn)物 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 該溶液物質(zhì)的量濃度為10moL/L | |
B. | 所得的溶液的體積為22.5L | |
C. | 該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)因溶液的密度未知而無(wú)法求得 | |
D. | 根據(jù)題干數(shù)據(jù),該溶液物質(zhì)的量濃度無(wú)法求得 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 體積為22.4L | B. | 含有2mol原子 | ||
C. | 質(zhì)量為44g | D. | 原子數(shù)為6.02×1023 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 1L 0.3mol•L-1的Na2SO4溶液 | B. | 4L 0.5mol•L-1的NaCl溶液 | ||
C. | 2L 0.3mol•L-1的NaOH的溶液 | D. | 1L 0.15mol•L-1的Na3PO4的溶液 |
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