膽礬是一種常見的化合物，工業(yè)上它也是一種制取其它含銅化合物的原料，現(xiàn)有廢銅（主要雜質(zhì)為Fe）來制備膽礬。有人設(shè)計了如下流程：

pH值控制可參考下列數(shù)據(jù)

物質(zhì)
開始沉淀時的pH值
完全沉淀時的pH值
氫氧化鐵
2.7
3.7
氫氧化亞鐵
7.6
9.6
氫氧化銅
5.2
6.4
 
請根據(jù)上述流程回答下列問題：
（1）A可選用________（填字母）
a．稀H2SO4    b．濃H2SO4、加熱    c．濃FeCl3溶液    d．濃HNO3
（2）Ⅰ中加H2O2的目的___________________________________________________。
（3）Ⅱ中加Cu2（OH）2CO3的目的是___________________________________,
其優(yōu)點是_____________________________________________________________。
（4）Ⅲ加熱煮沸時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為___________________________。
（5）V中加H2SO4調(diào)節(jié)pH＝1是為了_________________________________________，
某工程師認(rèn)為上述流程中所加的A物質(zhì)并不理想，需作改進(jìn)，其理由是______________，
若你是工程師，將對所加的A物質(zhì)作何改進(jìn)?請?zhí)岢鼋ㄗh______________________。


(1)b；(2分)    (2)將亞鐵離子氧化為鐵離子；（2分）  (3)除去過量的硫酸；不引入新的雜質(zhì)；（2分）
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+；（2分）(5)抑制Cu2+的水解；(2分 )產(chǎn)生污染環(huán)境的二氧化硫，硫酸利用率低；（2分）  加熱，并在稀硫酸中通入氧氣。（注：本題為發(fā)散性試題，如有其它合理答案，酌情給分）（2分）

解析試題分析：本道題是一道工藝流程題。將理論與實際結(jié)合的一種轉(zhuǎn)化。往往這類題起點高，但是落點低。工藝流程看似復(fù)雜，但考查的只是主要是化學(xué)反應(yīng)原理。一旦與流程結(jié)合，題目要求就比較高了。
在這題中是用廢銅（主要是Cu，但含有少量Fe）來制取膽礬。通常除雜的方法：轉(zhuǎn)化成易分離的物質(zhì)。通常是氣體或者是沉淀。在這里是Fe、Cu兩種固體。根據(jù)題目所給信息，F(xiàn)e是轉(zhuǎn)化成沉淀（氫氧化物的形式）而Fe存在兩種價態(tài)，+2、+3。根據(jù)題目中所給信息的話，通過比較Fe(OH)3和Fe(OH)2這兩種物質(zhì)：一個是開始沉淀時的pH值和完全沉淀時的pH值�？梢耘袛喑鯢e(OH)3更容易沉淀，再結(jié)合Cu2+開始沉淀時的pH值，也可以得出使Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3更容易除去。因此判斷出將Fe轉(zhuǎn)化為三家鐵后，Cu最終要轉(zhuǎn)化為膽礬（CuSO4·5H2O）。顯然要將Cu溶解后到CuSO4中去。要將Cu完全溶解，所以使用的是濃H2SO4加熱。在這個過程中不僅溶解Cu，還溶解Fe。Fe到FeSO4或Fe2(SO4)3或兩者都有。所以為了確保Fe全轉(zhuǎn)化為三價鐵，再加入H2O2，目的是將二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，在III中調(diào)節(jié)溶液pH值，在這個過程中加了Cu2(OH)2CO3，目的應(yīng)是調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，原溶液中為了確保Cu、Fe全部溶解，可能硫酸過量。所以這里加Cu2(OH)2CO3中和過量的硫酸，控制好溶液的pH值為3.7。剛好此時溶液中三價鐵正全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。接下來加熱煮沸的目的，使沒沉淀下來的三價鐵沉淀完全。當(dāng)三價鐵沉淀完全后，再進(jìn)行過濾，濾液中剩余的陽離子主要有Cu2+,陰離子有SO42-。再加硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH值=1，目的是抑制Cu2+的水解，再分別進(jìn)行蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶后，最終得到產(chǎn)品膽礬。
（1）A可選用濃H2SO4、加熱，稀硫酸不能溶解Cu，而濃FeCl3溶液、濃HNO3會引入雜質(zhì)。
（2）Ⅰ中加H2O2的目的將亞鐵離子氧化為鐵離子；H2O2與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+易除去。
（3）Ⅱ中加Cu2（OH）2CO3的目的是除去過量的硫酸；不引入新的雜質(zhì)；
（4）Ⅲ加熱煮沸時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+；
（5）V中加H2SO4調(diào)節(jié)pH＝1是為了抑制Cu2+的水解；不調(diào)成強酸性溶液，在加熱蒸發(fā)過程中，Cu2+水解加重。Cu與濃硫酸反應(yīng)過程中會產(chǎn)生SO2，會對污染環(huán)境。所以可以向稀硫酸中不斷通氧氣（或者加H2O2）并加熱。
考點：化學(xué)反應(yīng)原理與實驗，工業(yè)流程相結(jié)合在一起綜合考查

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知某溶液中只存在OH－、H+、NH4+、Cl－四種離子，某同學(xué)推測其離子濃度大小順序有如下四種關(guān)系：

A．c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+) B．c(Cl－)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH－)
C．c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH－) D．c(NH4+)＞c(OH－)＞c(Cl－)＞c(H+)
① 若為NH4Cl 溶液，則四種離子濃度的由大到小的順序是___________。（填序號）
② 若為HCl 和NH4Cl 混合溶液，則四種離子濃度的由大到小的順序是_________；
若為NH3· H2O 和NH4Cl 混合溶液，四種離子濃度的由大到小的順序是__________。
③ 若該溶液是由體積相等的HCl溶液和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c(HCl)  _____c(NH3·H2O)（填“>”、“<”、或“=”，下同），混合后溶液中c(OH－)____c(NH4+)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

電離度表示電解質(zhì)的相對強弱，電離度的定義：
α＝（已電離的電解質(zhì)分子數(shù)／溶液中原有電解質(zhì)的總分子數(shù)）×100%。
已知25℃時幾種物質(zhì)(微粒)的電離度(溶液濃度均為0.1 mol·L－1)如下表：

編號
物質(zhì)(微粒)
電離度α
A
硫酸溶液(第一步完全電離)：  第二步 HSO4-H＋＋SO42-
10%
B
硫酸氫鈉溶液：  HSO4-H＋＋SO42
29%
C
醋酸： CH3COOHCH3COO－＋H＋
1.33%
D
鹽酸： HCl＝H＋＋Cl－
100%
 
（1）25℃時，0.1 mol·L－1上述幾種溶液中，c(H＋)從大到小的順序是           (填序號)；
（2）25℃時，0.1 mol·L－1硫酸溶液中HSO4-的電離度小于相同溫度下0.1 mol·L－1硫酸氫鈉
溶液中HSO4-的電離度，其原因是                                         。
（3）醋酸的電離平衡常數(shù)K的表達(dá)式是                     ，醋酸的電離平衡常數(shù)
K與電離度α的關(guān)系式為：K=                      （用含α的代數(shù)式表示）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

硫及其化合物有廣泛的應(yīng)用，對SO2性質(zhì)的研究是高中化學(xué)教學(xué)的一項重要內(nèi)容。
I．對比研究是一種重要的研究方法。若將硫的單質(zhì)及部分化合物按如下表所示分成3 組，則第2組中物質(zhì)M的化學(xué)式是        。

第1組
第2組
第3組
S (單質(zhì))
SO2、H2SO3、M、NaHSO3
SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
Ⅱ．某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組用下圖所示的實驗裝置研究SO2氣體還原Fe3+、Br2的反應(yīng)。

（1）下列實驗方案可以用于在實驗室制取所需SO2的是                        。
A．Na2SO3溶液與HNO3                    B．Na2SO3固體濃硫酸
C．固體硫在純氧中燃燒                     D．銅與熱的濃硫酸
（2）裝置C的作用是除去多余的SO2，防止污染空氣。已知在用氫氧化鈉溶液吸收SO2的 過程中，往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液，常溫下，溶液pH隨n(SO32—)：n(HSO3—)變化關(guān)系如下表
n(SO32—)：n(HSO3—)
91：9
1：1
9：91
pH
8.2
7.2
6.2
 
當(dāng)吸收液中n(SO32—)：n(HSO3—) =10：1時，溶液中離子濃度關(guān)系正確的是                     。
A．c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32—)+ c(HSO3—)+ c(OH—)
B．c(Na+)＞c(HSO3—)＞c(SO32—)＞c(OH—)＞c(H+)
C．c(Na+)＞c(SO32—)＞c(HSO3—)＞c(OH—)＞c(H+)
（3）在上述裝置中通入過量的SO2，為了驗證A中SO2與Fe3+發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，他們?nèi)中反應(yīng)后的溶液分成三份，并設(shè)計了如下探究實驗，請你評價并參與他們的探究過程（限選試劑：KMnO4溶液、KSCN溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀鹽酸、稀硝 酸、Ba(NO3)2溶液、新制的氯水）
序號
實驗方案
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
方案①
往第一份試液中加入KMnO4溶液溶液
紫紅色褪去
SO2與Fe3+反應(yīng)生成了Fe2+
方案②
往第二份試液中加入
 
SO2與Fe3+反應(yīng)生成了Fe2+
方案③
往第二份試液中加入
 
SO2與Fe3+反應(yīng)生成了SO42—
 
上述方案①得出的結(jié)論是否合理                    ，原因                                。
如果他們設(shè)計的方案②與方案③均合理并且得到相應(yīng)結(jié)論，請你將上面表格補充完整。
（4）裝置B中能表明Br—的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是                           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

我國某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè)，其冶煉工藝中銅、硫回收率達(dá)到97％、87％。下圖表示其冶煉加工的流程：

冶煉中的主要反應(yīng)：Cu2S + O2 =" 2Cu" + SO2
（1）煙氣中的主要廢氣是________________，從提高資源利用率和減排考慮，其綜合利用方式是制___________。
（2）電解法煉銅時，陽極是____________（填“純銅板”或“粗銅板”）；粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式在電解槽_______________（填“陽極”或“陰極”的槽底，陰極的電極反應(yīng)式是_________________________________________。
（3）在精煉銅的過程中，電解質(zhì)溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大而影響進(jìn)一步電解。
幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)（KSP）：

物質(zhì)
 		Fe(OH)2
 		Fe(OH)3
 		Zn(OH)2
 		Cu(OH)2
 
KSP
 		8.0×10－16
 		4.0×10－38
 		3.0×10－17
 		2.2×10－20
 
 
調(diào)節(jié)電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷，含有等物質(zhì)的量濃度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，隨pH升高最先沉淀下來的離子是______________。
一種方案是先加入過量的H2O2，再調(diào)節(jié)pH到4左右。加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

硫酸是強酸，中學(xué)階段將硫酸在水溶液中看作完全電離。但事實是，硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，其電離情況為:H2SO4=H++HSO4-，HSO4-H+ + S042-。
請回答下列有關(guān)問題:
（1）Na2SO4溶液呈_(填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”)，其理由是_             
                                                         (用離子方程式表示)。
（2）H2SO4溶液與BaC12溶液反應(yīng)的離子方程式為_                             。
（3）在0．l0mol·L-1的Na2SO4溶液中，下列離子濃度關(guān)系正確的是_         (填寫編號)。

A．c(Na+)=c(SO42-)+c（HSO4一)+c(H2SO4)
B．c(OH-)="c(" HSO4-)+c(H+)
C．c( Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-)
D．c( Na+)=2c(SO42-)+2c(HSO4-)
（4）若25℃時，0．10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c( SO42-)=0． 029 mol·L-1，則0． 10 mol·L-1的H2SO4溶液中c( SO42-)      0．029 mol·L-1(填“<’，、“>”或“=”)，其理由是_          _      _                                                        。
（5）若25℃時，0．10 mol·L-1H2SO4溶液的pH=-lg0．11，則0．10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO42-)=                     mol·L-1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

亞磷酸（H3PO3）是二元酸，H3PO3溶液存在電離平衡：H3PO3H+ + H2PO3－。亞磷酸與足量NaOH溶液反應(yīng)，生和Na2HPO3。
（1）①寫出亞磷酸與少量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_____________________________________。
②某溫度下，0.1000 mol·L－1的H3PO3溶液pH的讀數(shù)為1.6，即此時溶液中c (H+) = 2.5×10－2 mol·L－1，除OH—之外其他離子的濃度由小到大的順序是                      ，該溫度下H3PO3電離平衡的平衡常數(shù)K=                。（H3PO3第二步電離忽略不計，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中c（Na+）_______ c（H2PO3-）+ 2c（HPO32-）（填“>”、 “<” 或“=”）。
（2）亞磷酸具有強還原性，可使碘水褪色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。
（3）電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：

說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過。
①陰極的電極反應(yīng)式為_____________________________。
②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫、氯等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)，對生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著重要的意義。
（1）下列措施中，不利于環(huán)境保護(hù)的有        （填編號）。
a.大量開采使用化石燃料
b.使用無氟冰箱、空調(diào)
c.多步行多乘公交車，少用專車和私家車
d.將工業(yè)“廢氣”、“廢液”、“廢渣”直接排放
（2）工業(yè)上的“脫碳”指的是從“脫硝”、“脫硫”后的煙氣用堿液吸收并得到濃縮的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。
①寫出吸收二氧化碳的離子方程式                      。
②常溫下，0.1mol/LNaHCO3溶液的pH＞8，則溶液中c(H2CO3) _______c(CO32－) （填“＞”、“＜”或“＝”）。
③合成的甲醇可以做為新型燃料電池的原料，若電解液是堿性的，則其負(fù)極的電極反應(yīng)式為       。
（3）二氧化氯（ClO2），為一種黃綠色氣體，是公認(rèn)的高效、廣譜安全的殺菌消毒劑。工業(yè)上制備ClO2的反應(yīng)原理為：4HC1(濃)+2NaClO3＝2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。上述反應(yīng)中，產(chǎn)生1 mol ClO2，則被氧化的HC1為        。
（4）SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3（亞硫酸）。
①25℃時，將NaOH深液與亞硫酸混合至恰好中和，則混合液中各種離子濃度的大小關(guān)系為         。
②25℃時，當(dāng)NaOH溶液與H2SO3等物質(zhì)的量混合時，發(fā)現(xiàn)混合液pH＜7，請你簡要解釋其原因     。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

酸堿中和滴定是利用中和反應(yīng)，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法，其中溶液的pH變化是判斷滴定終點的依據(jù)。

(1)為了準(zhǔn)確繪制上圖，在滴定開始時和________，滴液速度可以稍快一點，測試和記錄pH的間隔可大些；當(dāng)接近________時，滴液速度應(yīng)該慢一些，盡量每滴一滴就測試一次。
(2)在圖中A的pH范圍使用的指示劑是____________；C的pH范圍使用的指示劑是________________；D區(qū)域為________________。
(3)用0.1 032 mol·L－1的鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液，重復(fù)三次的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗序號
消耗0.1 032 mol·L－1的鹽酸溶液的體積/mL
待測氫氧化鈉溶液的體積/mL
1
28.84
25.00
2
27.83
25.00
3
27.85
25.00
 
則待測氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是________mol·L－1。在上述滴定過程中，若滴定前滴定管下端尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結(jié)果將________(填“偏高”、“偏低”或“不影響”)。
(4)下列關(guān)于上述中和滴定過程中的操作正確的是________(填字母)。
A．用堿式滴定管量取未知濃度的燒堿溶液
B．滴定管和錐形瓶都必須用待盛放液潤洗
C．滴定中始終注視錐形瓶中溶液顏色變化
D．錐形瓶中的待測液可用量簡量取

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同步練習(xí)冊答案