3.某實驗小組用工業(yè)上廢渣(主要成分Cu2S和Fe2O3)制取純銅和綠礬(FeSO4•7H2O)產(chǎn)品,設計流程如圖1:

(1)在實驗室中,欲用98%的濃硫酸(密度為1.84g•mL-1)配制500mL1.0mol•L-1的硫酸,需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外、膠頭滴管,還有500mL容量瓶.
(2)該小組同學設計如圖2裝置模擬廢渣在過量氧氣中焙燒,并驗證廢渣中含硫元素.

①裝置A中反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;D裝置作用安全瓶,E裝置中的現(xiàn)象是品紅溶液紅色褪去
②當F裝置中出現(xiàn)白色沉淀時,反應離子方程式為2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+
③反應裝置不完善,為避免空氣污染,在圖3方框中補全裝置圖,并注明試劑名稱.
(3)從圖4選擇合適的裝置,寫出步驟⑤中進行的操作順序cb(填序號)
(4)步驟⑥中由粗銅得到純銅的方法為電解精煉(填寫名稱).
(5)為測定產(chǎn)品中綠礬的質(zhì)量分數(shù),稱取30.0g樣品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于錐形瓶中,用0.1000mol•L-1酸性KMnO4溶液進行滴定,反應為:10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4═2MnSO4+5Fe2(SO43+K2SO4+8H2O.實驗所得數(shù)據(jù)如表所示:
滴定次數(shù)1234
KMnO4溶液體積/mL19.1020.0219.9820.00
①第1組實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,造成這種異常的原因可能是c(填代號).
a.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗
b.錐形瓶洗凈后未干燥
c.滴定終點時俯視讀數(shù)
d.滴定前尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算所得產(chǎn)品中綠礬的質(zhì)量分數(shù)為92.7%.

分析 廢棄固體主要成分Cu2S和Fe2O3,灼燒廢氣固體發(fā)生反應Cu2S+2O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO2+2CuO,所以氣體a是SO2,固體A是CuO和Fe2O3,固體A和稀硫酸混合,發(fā)生的反應為CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O,所以溶液A中成分為CuSO4、Fe2(SO43,向溶液A中加入過量Fe屑,發(fā)生反應CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2(SO43+Fe=3FeSO4,所以固體B成分是Fe、Cu,濾液B成分為FeSO4,固體B和稀硫酸混合,F(xiàn)e和稀硫酸反應生成FeSO4,Cu和稀硫酸不反應,過濾得到固體粗銅,硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到綠礬.
(1)用98%的濃硫酸配制500mL1.0mol•L-1的硫酸,需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外、膠頭滴管,還有500mL容量瓶;
(2)A中制備氧氣,B中盛放濃硫酸干燥氧氣,C中硫化亞銅與氧氣反應,D中進氣管短,應是安全瓶,防止溶液倒吸,E裝置檢驗二氧化硫,F(xiàn)中氧氣與亞硫酸反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應,最后需要尾氣處理,防止二氧化硫污染空氣.
①過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣;D的為安全瓶;二氧化硫具有漂白性;
②氧氣與亞硫酸反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應;
③圖3方框中裝置為吸收二氧化硫尾氣處理裝置,可以盛放氫氧化鈉溶液,用導致的漏斗防止倒吸;
(3)步驟⑤是從溶液中獲得晶體,需要進行加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作;
(4)步驟⑥中由粗銅得到純銅的方法為電解精煉;
(5)①第1組實驗數(shù)據(jù)偏小,
①a.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗,酸性高錳酸鉀溶液濃度變。
b.錐形瓶洗凈后未干燥,溶質(zhì)的物質(zhì)的量未變;
c.滴定終點時俯視讀數(shù),讀數(shù)在液面上方,滴定管刻度由上而下增大;
d.滴定前尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失,高錳酸鉀溶液體積讀數(shù)應大于實際消耗量;
②第2、3、4組數(shù)據(jù)平均值為消耗高錳酸鉀溶液體積,根據(jù)方程式計算產(chǎn)品中綠礬的質(zhì)量分數(shù).

解答 解:廢棄固體主要成分Cu2S和Fe2O3,灼燒廢氣固體發(fā)生反應Cu2S+2O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO2+2CuO,所以氣體a是SO2,固體A是CuO和Fe2O3,固體A和稀硫酸混合,發(fā)生的反應為CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O,所以溶液A中成分為CuSO4、Fe2(SO43,向溶液A中加入過量Fe屑,發(fā)生反應CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2(SO43+Fe=3FeSO4,所以固體B成分是Fe、Cu,濾液B成分為FeSO4,固體B和稀硫酸混合,F(xiàn)e和稀硫酸反應生成FeSO4,Cu和稀硫酸不反應,過濾得到固體粗銅,硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到綠礬.
(1)用98%的濃硫酸配制500mL1.0mol•L-1的硫酸,需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外、膠頭滴管,還有500mL容量瓶,
故答案為:500mL容量瓶;
(2)A中制備氧氣,B中盛放濃硫酸干燥氧氣,C中硫化亞銅與氧氣反應,D中進氣管短,應是安全瓶,防止溶液倒吸,E裝置檢驗二氧化硫,F(xiàn)中氧氣與亞硫酸反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應,最后需要尾氣處理,防止二氧化硫污染空氣.
①過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣,反應方程式為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,D的為安全瓶;二氧化硫具有漂白性,E裝置中品紅溶液紅色褪去,
故答案為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;安全瓶;品紅溶液紅色褪去;
②氧氣與亞硫酸反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應,總的反應離子方程式為:2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+,
故答案為:2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+
③圖3方框中裝置為吸收二氧化硫尾氣處理裝置,可以盛放氫氧化鈉溶液,用導致的漏斗防止倒吸,裝置圖為:,
故答案為:
(3)步驟⑤是從溶液中獲得晶體,需要進行加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作,步驟⑤中進行的操作順序為cb,
故答案為:cb;
(4)步驟⑥中由粗銅得到純銅的方法為電解精煉,
故答案為:電解精煉;
(5)①a.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗,酸性高錳酸鉀溶液濃度變稀,消耗體積應偏大,故a不符合;
b.錐形瓶洗凈后未干燥,溶質(zhì)的物質(zhì)的量未變,不影響高錳酸鉀溶液體積,故b不符合;
c.滴定終點時俯視讀數(shù),讀數(shù)在液面上方,滴定管刻度由上而下增大,則讀數(shù)偏小,故c符合;
d.滴定前尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失,高錳酸鉀溶液體積讀數(shù)應大于實際消耗量,故d不符合,
故選:c;
②消耗高錳酸鉀溶液體積為$\frac{(20.02+19.98+20.00)mL}{3}$=20mL,
設產(chǎn)品中綠礬的質(zhì)量分數(shù)為x,則:
            10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4═2MnSO4+5Fe2(SO43+K2SO4+8H2O
           1520g            2mol
30g×$\frac{152}{152+126}$×x×$\frac{25mL}{250mL}$  0.02L×0.1mol/L
所以1520g:30g×$\frac{152}{152+126}$×x×$\frac{25mL}{250mL}$=2mol:0.02L×0.1mol/L
解得x=92.7%,
故答案為:92.7%.

點評 本題是化學工藝流程與綜合實驗題目,涉及混合物的分離和提純、對裝置的分析與評價、物質(zhì)含量測定等,側(cè)重考查學生分析問題能力、實驗操作能力,明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵,能從整體上分析各個步驟發(fā)生的反應,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.已知:
Ⅰ.質(zhì)譜分析測得有機物A的相對質(zhì)量為92.5,含有碳、氫、氯三種元素,且氫的質(zhì)量分數(shù)為9.73%
Ⅱ.A有如圖的轉(zhuǎn)化關系

Ⅲ.與羥基相連的碳上沒有氫原子的醇不能氧化成醛或酮.
Ⅳ.F的核磁共振氫譜有兩種吸收峰,其峰面積之比為9:1.
Ⅴ.E和G都能和新制的Cu(OH)2懸濁液反應,但反應類型不同.
根據(jù)以上信息回答下列問題
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為(CH32CCH2Cl.
(2)反應⑦的反應條件為濃硫酸、加熱.
(3)D還有兩種相同類別的同分異構(gòu)體在Ⅱ中沒有出現(xiàn),它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2CH(OH)CH3
(4)寫出下列反應的化學方程式:E和新制的Cu(OH)2懸濁液反應(CH32CHCHO+2Cu(OH)2+NaOH$\stackrel{△}{→}$Cu2O+(CH32CHCOONa+3H2O反應⑤(CH32C=CH2+HCl→(CH33CCl.
(5)若M的分子式為C4H2Cl8,若不考慮立體異構(gòu),其同分異構(gòu)體有9種.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:多選題

14.下列反應進行分類時(按初中的方法),既屬于氧化反應又屬于化合反應的是( 。
A.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2B.2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2
C.S+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO2D.H2+Cl2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.鉻及其化合物在工業(yè)上有許多用途,但化工廢料鉻渣對人體健康有很大危害.
以制革工業(yè)產(chǎn)生的污泥為原料,回收污泥中三價鉻的工藝流程如圖所示,(硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+):

部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
陽離子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Cu2+Cr3+
開始沉淀時的pH1.97.0----4.7--
沉淀完全時的pH3.29.011.186.79 (>9溶解)
(1)能提高酸浸時三價鉻的浸取率的措施有ABC(填字母)
A.將含鉻污泥粉碎并適當延長浸取時間 B.升高溫度不斷攪拌 C.多次浸取,合并浸取液 D.縮短浸取時間
(2)氧化過程中加入H2O2,除了能把Cr3+氧化為Cr2O72-外,另一個作用是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O(用離子方程式表示)
(3)過濾Ⅱ產(chǎn)生的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2,(填化學式)
(4)鈉離子交換樹脂的原理為:Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交換的雜質(zhì)離子是Ca2+,Mg2+(填離子符號)
(5)每生成1molCr(OH)(H2O)3SO4,消耗SO2的物質(zhì)的量為1.5mol
(6)工業(yè)上可用電解法處理含Cr2O72-的酸性廢水,具體方法是將含Cr2O72-的酸性廢水放入電解槽內(nèi),加入適量的NaCl,以鐵和石墨為電極進行電解,經(jīng)過一段時間后,生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去
①鐵電極與直流電源的正極(填“正極”或“負極”)相連,加入適量NaCl的目的是增大溶液導電能力
②若電解后的溶液中c(Fe3+)為2.0×10-13mol•L-1,則溶液中為3.0×10-6mol/L(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)3]=6.0×10-31

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.某興趣小組欲配置一定濃度的NaOH溶液,下列說法不正確的是(  )
A.需要配置480mL該溶液,應選用500mL容量瓶
B.固體NaOH須放到燒杯中稱量
C.把稱好的固體加水溶解后馬上轉(zhuǎn)移到容量瓶中
D.定容時俯視刻度線,所配NaOH溶液濃度會偏大

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.下列關于有機物的命名正確的是( 。
A.1-甲基-3-乙基苯B.1-甲基-3-苯乙烯C.間甲基苯乙烯D.間乙基甲苯

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

15.實驗證實,烯烴被高錳酸鉀酸性溶液氧化時有如下規(guī)律:
$\stackrel{高錳酸鉀酸性溶液}{→}$R-COOH+
已知某烴在通常情況下,只能跟等物質(zhì)的量的溴反應:它與高錳酸鉀酸性溶液反應時,所得到的氧化產(chǎn)物只有一種且沒有取代基.又知該烴完全燃燒時所需氧氣的體積是相同情況下烴蒸氣的8.5倍,是通過計算寫出該烴及氧化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式分別為,HOOC(CH24COOH.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.A、B、C、D為4種鈉的化合物,A、B、C和鹽酸反應均得到D,將固體C加熱可制得A,若在A的溶液中通入一種無色、無味氣體,又可制得C,若B與C的溶液混合可制得A,試推斷:
(1)A是Na2CO3,B是NaOH,C是NaHCO3,D是NaCl.
(2)完成有關反應方程式:A→CNa2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3;B+C→ANaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:多選題

10.煤化工中常將研究不同溫度下的平衡常數(shù),投料比及產(chǎn)率等問題,已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表:下列敘述正確的是( 。
溫度℃4005008301000
平均常數(shù)K10910.6
A.上述反應中正反應是吸熱反應
B.該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{\{c({H}_{2})•c(C{O}_{2})\}}{\{c(CO)•c({H}_{2}O)\}}$
C.該反應在400℃時達平衡狀態(tài),若升高溫度,則正反應速率減小,逆反應速率增大
D.在830℃,2L的密閉容器中,沖入1molCO、5molH2O(g)、3molCO2和2molH2發(fā)生上述反應,在達到平衡前V(正)<V(逆)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案