分析 輝銅礦主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì),加入稀硫酸和二氧化錳浸取,過濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S,濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子,加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用,得到堿式碳酸銅,
(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,根據(jù)方程式判斷;
②加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)鐵離子的水解,但不能引入雜質(zhì),根據(jù)Ksp=c(Fe3+)•[c(OH-)]3=4.0×10-38,根據(jù)OH-離子的濃度計算Fe3+離子的濃度;
③“沉錳”(除Mn2+)過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,以此可書寫反應(yīng)的離子方程式;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到硫酸銨晶體;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),Zn為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):Zn-2e-=Zn2-,石墨為正極,發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu;根據(jù)甲乙兩池得失電子相等計算乙池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實驗開始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量差;
②根他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池.
解答 解:(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,反應(yīng)中Mn元素化合價降低,被還原,MnO2為氧化劑,因二氧化硅與酸不反應(yīng),則濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2,
故答案為:MnO2;S、SiO2;
②加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)鐵離子的水解,但不能引入雜質(zhì),因最后要制備堿式碳酸銅,則可加入氧化銅、氫氧化銅等,溶液pH=4,c(OH-)=10-10mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38),則溶液中鐵離子濃度:$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{(1{0}^{-10})^{3}}$mol/L=4.0×10-8 mol/L,
故答案為:CuO、Cu(OH)2;4.0×10-8;
③“沉錳”(除Mn2+)過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O,
故答案為:Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到硫酸銨晶體,
故答案為:(NH4)2SO4;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),Zn為負(fù)極,發(fā)生:Zn-2e-=Zn2-,石墨為正極,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,總反應(yīng)式為Zn+Cu2+═Zn2++Cu,一段時間后,兩電極質(zhì)量相差25.8g,
則Zn+Cu2+═Zn2++Cu 兩極質(zhì)量差△m 轉(zhuǎn)移電子
65g 64g 65g+64g=129g 2mol
25.8g n
則:n=0.4mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol;
乙池中析出銅的質(zhì)量為:$\frac{0.4}{2}$×64g/mol=12.8g,溶液減少12.8g,乙池電解質(zhì)溶液的質(zhì)量與實驗前的電解質(zhì)溶液的質(zhì)量差12.8g,
故答案為:0.4g;12.8;
②其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池,Zn為負(fù)極,發(fā)生:Zn-2e-=Zn2-,Cu絲是正極,正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-,呈堿性,則甲池銅絲附近溶液的pH增大,乙池中與銅線相連石墨電極是陽極,該極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,與鋅相連石墨電極是陰極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-=Cu,
故答案為:增大;陰.
點評 本題考查了制備方案的設(shè)計,題目難度中等,物質(zhì)分離提純的方法和流程分析應(yīng)用、原電池、電解池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫和電子守恒的應(yīng)用知識,為高頻考點,屬于綜合知識的考查,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰、電化學(xué)原理應(yīng)用能力的考查,解答該類題目,注意把握實驗、反應(yīng)原理和操作流程的目的,主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | HA為一元強酸 | |
B. | MOH為一元弱堿 | |
C. | N點水的電離程度大于K點水的電離程度 | |
D. | K點對應(yīng)的溶液中:c(MOH)+c(OH-)-c(H+)=0.01 mol•L-1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 石灰石與鹽酸反應(yīng):CO32ˉ+2H+═H2O+CO2↑ | |
B. | 稀硫酸溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng):Ba2++SO42-═BaSO4↓ | |
C. | 鐵粉與稀鹽酸反應(yīng):2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑ | |
D. | 稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng):H++OHˉ═H2O |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | “爆竹聲中除舊歲,春風(fēng)送暖入屠蘇”.爆竹爆將炸發(fā)生的是分解反應(yīng) | |
B. | “甘之如飴”說明糖類均有甜味 | |
C. | “玉不琢不成器”,“百煉方能成鋼”發(fā)生的均為化學(xué)變化 | |
D. | “火樹銀花”中的焰火實質(zhì)上是金屬元素的焰色反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 蘋果汁中的Fe2+變成Fe3+ | B. | 蘋果汁中含有Cu2+ | ||
C. | 蘋果汁含有OH- | D. | 蘋果汁含有Fe3+ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 若四種元素均為主族元素,則d元素的原子半徑最大 | |
B. | 若b最外層電子占據(jù)三條軌道,則a的單質(zhì)可用于冶煉金屬 | |
C. | 若a為非金屬元素,則c的氣態(tài)氫化物的水溶液可能呈堿性 | |
D. | 若a最外層有兩個未成對電子,則d的單質(zhì)常溫下不可能為氣體 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 0.2molNa202和Na2S的混合物中共含有離子數(shù)目為0.6NA | |
B. | 2.24LNz和足量Hz充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.6NA | |
C. | 含氫原子1.806×l024的甲基中含有的質(zhì)子數(shù)為10NA | |
D. | 1.0L1.0mol/LFeCI3溶液全部轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵膠體所得膠粒數(shù)目為NA |
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