某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2?2H2O的工藝流程如圖1:

回答下列問題:
(1)配平并完成化學(xué)方程式.焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為:
 
CuS+
 
+
 
O2 
 高溫 
.
 
 
CuCl2+
 
Na2SO4
(2)試劑A應(yīng)選用
 
(填編號),理由是
 

①NaClO  ②Cl2③H2O2溶液④濃硫酸
(3)過濾操作中除濾紙、玻璃棒外,還要用到的玻璃儀器有
 
;濾液B中大量含有的離子有
 

(4)為了獲得CuCl2?H2O晶體,對濾液B進(jìn)行的操作是:
 
,趁熱過濾,過濾得到產(chǎn)品.分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線(如圖2),“趁熱過濾”得到的固體是
 
,析出CuCl2?H2O晶體的合適溫度為
 
考點(diǎn):物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用
專題:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
分析:流程分析廢渣粉碎加入氯化鈉,通入空氣焙燒后加入鹽酸酸浸,加入試劑A是氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子沉淀;過濾后的濾液中主要是氯化銅溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶得到氯化銅晶體;
(1)利用化合價升降相等配出氧化劑和還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后根據(jù)原子守恒把其他物質(zhì)配平;
(2)試劑A滿足能把亞鐵離子氧化為鐵離子和調(diào)節(jié)PH使酸性減弱兩個功能;
(3)經(jīng)過鹽酸酸浸,NaClO調(diào)節(jié)PH值,過濾掉氫氧化鐵后,溶液中還有Cu2+、Na+、Cl-、SO42-
(4)蒸發(fā)濃縮后,由于同溫下硫酸鈉的溶解度小,會有大量硫酸鈉析出;
40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大,硫酸鈉最不容易析出,為了得到更多的析出CuCl2?2H2O晶體,溫度略低于40℃的范圍.
解答: 解:(1)CuS→Na2SO4 S化合價升高8,O2→Na2SO4 O化合價降低2,O2化合價降低2×2=4,根據(jù)化合價升降相等可得,CuS化學(xué)計(jì)量數(shù)為1,氧氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2,根據(jù)元素守恒Na2SO4化學(xué)計(jì)量數(shù)為1,NaCl化學(xué)計(jì)量數(shù)為2,CuCl2化學(xué)計(jì)量數(shù)為1,配平化學(xué)方程式為CuS+2NaCl+2O2
 高溫 
.
 
CuCl2+Na2SO4
故答案為:1;2NaCl;2;1;1;
(2)NaClO、Cl2、H2O2溶液、濃硫酸均能將Fe2+氧化為Fe3+,但氯水和硫酸溶液均呈酸性,NaClO溶液呈堿性,故可以起到調(diào)節(jié)PH的作用,
故答案為:①;NaClO能將Fe2+氧化為Fe3+,且溶液顯堿性,能增大溶液pH使Fe3+沉淀;
(3)過濾操作中除濾紙、玻璃棒外,還要用到的玻璃儀器有燒杯和漏斗;經(jīng)過鹽酸酸浸,NaClO調(diào)節(jié)PH值,過濾掉氫氧化鐵后,溶液中還有Cu2+、Na+、Cl-、SO42-;
故答案為:燒杯、漏斗;Cu2+、Na+、Cl-、SO42-
(4)由圖乙可知硫酸鈉的溶解度較小而且溫度較高時隨溫度的變化不大,為了防止氯化銅晶體的析出,必須趁熱過濾,加熱濃縮時會有大量的硫酸鈉析出;冷卻結(jié)晶時盡量保證硫酸鈉不析出,而40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大,為了能析出更多的CuCl2?2H2O晶體,故適宜溫度為35~40℃.
故答案為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶;Na2SO4;30~35℃.
點(diǎn)評:本題考查了物質(zhì)的分離和提純、離子的檢驗(yàn)及沉淀溶解平衡,難度中等.注意除雜不能引入新的雜質(zhì),重結(jié)晶法提純物質(zhì)溫度的選擇是易出錯點(diǎn).
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:

下列反應(yīng)中生成物的總能量大于反應(yīng)物總能量的是(  )
A、氫氣在氧氣中燃燒
B、鐵絲在氧氣中燃燒
C、硫在氧氣中燃燒
D、焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

顛茄酸酯常用于胃腸道痙攣及潰瘍的輔助治療.一種顛茄酸酯的合成路線如下所示:
回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)類型.⑤
 
;⑨
 

(2)已知反應(yīng)①、②都是原子利用率100%的反應(yīng),則烴W的名稱是
 
.反應(yīng)③的條件為
 

(3)寫出結(jié)構(gòu)簡式.D
 
;F
 

(4)寫出化學(xué)方程式:④
 
;⑥
 

(5)F有多種同分異構(gòu)體.同時滿足下列條件的結(jié)構(gòu)有
 
種.
i.能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)
ii.與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
iii.苯環(huán)上有四個取代基,且苯環(huán)上一氯代物只有1種
請任寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式
 

(6)反應(yīng)⑦在無水環(huán)境下進(jìn)行,可選擇加入
 
(選填編號)使反應(yīng)更完全.
a.Na    b.NaOH    c.Na2CO3 d.NaHCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

小明很喜歡化學(xué)實(shí)驗(yàn)課,今天要學(xué)習(xí)“探究鐵及其化合物的氧化性或還原性”.
(1)實(shí)驗(yàn)前小明預(yù)測說:Fe2+肯定既有還原性又有氧化性.你認(rèn)為他預(yù)測的依據(jù)是:
 

(2)小明欲用實(shí)驗(yàn)證明他的預(yù)測.實(shí)驗(yàn)室提供了下列試劑:3%的H2O2溶液、鋅粒、銅片、0.1mol?L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水.
①若小明計(jì)劃在0.1mol?L-1FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的還原性,你預(yù)計(jì)可能發(fā)生的反應(yīng)是:
 
(寫離子方程式),可能觀察到的現(xiàn)象是:溶液由淺綠色變?yōu)?div id="331pthd" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 
 色.
②實(shí)驗(yàn)中,小明發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象不太明顯,老師分析可能是產(chǎn)物的含量太低,建議可以通過檢驗(yàn)Fe2+被氧化的產(chǎn)物Fe3+的存在以獲取證據(jù).你認(rèn)為可選
 
滴入小明所得的混合液中,并通過溶液出現(xiàn)
 
色的現(xiàn)象,證明小明的觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方案都是正確的.
③對于證明Fe2+具有氧化性,小明認(rèn)為金屬單質(zhì)都具有還原性,并分別將銅片、鋅粒投入FeCl2溶液中,結(jié)果銅片沒變化,鋅粒逐漸變小.由此說明三種金屬的還原性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)椋?div id="rbxhnjd" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

④實(shí)際上Fe2+的還原性較強(qiáng),實(shí)驗(yàn)室的FeCl2溶液常因氧化而變質(zhì).除雜的方法是:加入
 
,相關(guān)反應(yīng)的離子方程式:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上用異丙苯氧化法合成苯酚,其生產(chǎn)流程如圖:

有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下表:
物質(zhì)沸點(diǎn)溶解性主要化學(xué)性質(zhì)
異丙苯152.4℃不溶于水,易溶于酒精.可被強(qiáng)氧化劑氧化
苯酚181.8℃微溶于冷水,易溶于熱水和酒精等有機(jī)溶劑.易被氧化
丙酮56.2℃易溶于水和有機(jī)溶劑不易被氧化
(1)檢驗(yàn)有機(jī)相中是否含有水的方法是
 
;
(2)“操作2”的名稱是
 
;
(3)丙酮中常含有苯酚和異丙苯中的一種或者兩種有機(jī)物雜質(zhì),某同學(xué)做了如下檢驗(yàn).
檢驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)方案
檢驗(yàn)丙酮中一定存在有機(jī)雜質(zhì)的方法是
 
A.酸性KMnO4溶液,加熱
B.乙醇,溶解
C.NaOH溶液(酚酞),加熱
檢驗(yàn)丙酮中一定含有苯酚的方案是:取少許待測液置于試管中,滴加1~2滴FeCl3溶液.預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論是
 
(4)為測定某工廠排放的污水中苯酚的含量,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取污水試樣10.00mL加水稀釋至100mL,加入10.0mL一定濃度的KBrO3和KBr的混合溶液,立即加入5mL鹽酸,搖勻后加入1g KI固體(足量),再搖勻,放置5min.用0.01000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色,加入1mL淀粉溶液,繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去,用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液14.46mL.同時以水代替污水試樣做對比實(shí)驗(yàn),用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液38.46mL.已知上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)有:KBrO3+5KBr+6HCl═3Br2+3H2O+6KCl;2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
則此污水中苯酚的含量(以mg/L表示)
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

純堿(化學(xué)式為Na2CO3)是一種重要的化工原料.現(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝:
(一)布蘭制堿法.以食鹽為原料制堿,該法分三步:
①用氯化鈉與硫酸反應(yīng)制硫酸鈉:2NaCl+H2SO4═Na2SO4+2HCl;
②用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉:Na2SO4+4C═Na2S+4CO↑
③用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制碳酸鈉:Na2S+CaCO3═Na2CO3+CaS
(二)氨堿法即索爾維制堿法.以食鹽、氨、二氧化碳為原料,其反應(yīng)也分三步進(jìn)行:
①NH3+CO2+H2O═NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl═NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O
(三)候氏制堿法.低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉,再加入細(xì)鹽末,因同離子效應(yīng),低溫氯化銨溶解度突然降低,而食鹽的溶解度變化不大,所以氯化銨析出而食鹽不析出;再用氨飽和后通二氧化碳,結(jié)果往返析出NaHCO3和NH4Cl.該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良,純白如雪.
(1)相比另外兩種方法,布蘭制堿法工藝的缺點(diǎn)除了成本較高,生成CO和CaS等污染物外還有
 
 
(寫兩點(diǎn)).
(2)氨堿法工藝的中循環(huán)利用的物質(zhì)是
 
(填化學(xué)式);產(chǎn)品的副產(chǎn)物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨氣.寫出NH4Cl與生石灰反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

(3)候氏制堿法反應(yīng)的方程式為
 

(4)為什么候氏制堿法工藝中先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳.理由是
 
(寫一點(diǎn)).
(5)候氏制堿法產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉.如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),用m1表示加熱前純堿樣品的質(zhì)量,m2表示加熱后固體的質(zhì)量.則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律.
甲同學(xué)在a、b、c三只燒杯里分別加入50mL水,再分別滴加幾滴酚酞溶液,依次加入大小相近的鋰、鈉、鉀塊,觀察現(xiàn)象.
①甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是
 
;
②反應(yīng)最劇烈的燒杯是
 
(填字母);
③寫出b燒杯里發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流程可簡要表示如下:

有關(guān)信息:已知“沉淀池”中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是:NH3+CO2+H2O+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓;或NH3+CO2+H2O═NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl.上述生產(chǎn)純堿副產(chǎn)品NH4Cl可作為化肥或電解液或焊藥等.
(1)上述流程中X物質(zhì)的化學(xué)式為
 

(2)使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上,主要是設(shè)計(jì)了I的循環(huán),該設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的基本理念是
 
.從“沉淀池”中分離出沉淀的操作名稱是
 

(3)為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉,具體操作和現(xiàn)象是
 

(4)某純堿廠每天消耗NaCl質(zhì)量為130t,原料NaCl的利用率按90%計(jì),則每天可生產(chǎn)Na2CO3的質(zhì)量為
 
t.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

用膽礬(CuSO4?5H2O)晶體配制0.1mol/L的CuSO4溶液500mL,下列方法正確的是(  )
A、稱取8.0g膽礬使其溶于500mL水中
B、稱取12.5g膽礬使其溶于500mL水中
C、稱取12.5g膽礬使其溶于適量水中,再加水稀釋至500mL.
D、稱取8.0g膽礬使其溶于375g水中

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同步練習(xí)冊答案