某化學興趣小組用含鋁.鐵.銅的合金廢料制取純凈的氯化鋁溶液.綠礬晶體(FeSO4•7H2O)和膽礬晶體(CuSO4•5H2O).方案如下: 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（15分）硫酸銅在化工和農(nóng)業(yè)方面有很廣泛的用處，某化學興趣小組查閱資料，用兩種不同的原料制取硫酸銅。
方式一：一種含銅的礦石（硅孔雀石礦粉），含銅形態(tài)為CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O（含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等雜質）。以這種礦石為原料制取硫酸銅的工藝流程如下圖：

請回答下列問題：
⑴完成步驟①中稀硫酸與CuSiO3·2H2O發(fā)生反應的化學方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O；
⑵步驟②調節(jié)溶液pH選用的最佳試劑是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO3              D NH3·H2O
⑶有關氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氫氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
開始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
由上表可知：當溶液pH=4時，不能完全除去的離子是________。
⑷濾液B通過蒸發(fā)濃縮（設體積濃縮為原來的一半）、冷卻結晶可以得到CuSO4·5H2O晶體。某同學認為上述操作會伴有硫酸鋁晶體的析出。請你結合相關數(shù)據(jù)對該同學的觀點予以評價（已知常溫下，Al2(SO4)3 飽和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1，Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________（填“正確”或“錯誤”）。
方式二：以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：
Ⅰ.將黃銅礦精礦（主要成分為CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進行電化學浸出實驗，將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，恒速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑。

Ⅲ.一段時間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機萃取劑（RH）發(fā)生反應：
2RH（有機相）+ Cu2+（水相）R2Cu（有機相）+ 2H＋（水相）
分離出有機相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu2+得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
（5）黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應：
CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S     2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋
電解過程中，陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變，原因是____________________（用電極反應式表示）。
（6）步驟Ⅲ，向有機相中加入一定濃度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
（7）步驟Ⅳ，若電解0.1mol CuSO4溶液，生成銅3.2 g，此時溶液中離子濃度由大到小的順序是 ____ 。

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鋁熱反應是鋁的一個重要性質，該性質用途十分廣泛，不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉高熔點的金屬如釩、鉻、錳等。
                
（1）某�；瘜W興趣小組同學，取磁性氧化鐵按教材中的實驗裝置（如圖甲）進行鋁熱反應，現(xiàn)象很壯觀。取反應后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，除了可能混有沒反應完的磁性氧化鐵外，還有一個原因是　               　。
（2）若證明上述所得“鐵塊”中含有金屬鋁，可選擇　      　（填試劑名稱），所發(fā)生反應的離子方程式為　             　。
（3）為克服圖甲的缺陷改用圖乙裝置進行鋁熱反應。取反應后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液沒有出現(xiàn)血紅色。為測定該實驗所得 “鐵塊”的成分，實驗流程如圖所示。

幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

 
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
開始沉淀時的pH
7.5
2.8
4.2
9.6
沉淀完全時的pH
9.0
4.0
5
11
 
① 試劑A應選擇　     　，試劑B應選擇　      　。（填序號）
A．稀鹽酸  B．氧化鐵  C．H2O2溶液  D．氨水  E．MgCO3固體
② 已知常溫下Fe(OH)3的Ksp＝1.1×10－36，則反應Ⅲ后溶液中c(Fe3+)＝　      　mol·L－1。
③ 灼燒完全的標志是　    　。
④ 若最終紅色粉未M的質量為12.0 g，則該“鐵塊”的純度是　     　。如果對所得過濾固體直接洗滌、烘干、稱量，計算“鐵塊”的純度，則計算結果會　      　（填“偏大”“偏小”或“無影響”），原因是　                      　。

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某化學興趣小組以含鐵的廢鋁為原料制備硫酸鋁晶體，設計如下的實驗方案：請回答以下問題：

（1）上述實驗中多次用到過濾操作，該操作中要用到的玻璃儀器有
燒杯、漏斗、玻璃棒
燒杯、漏斗、玻璃棒
；
（2）步驟②中有洗滌沉淀的操作，如何判斷沉淀已洗滌干凈：
取最后一次洗滌液，加入幾滴BaCl2溶液，若無白色沉淀生成則洗滌干凈
取最后一次洗滌液，加入幾滴BaCl2溶液，若無白色沉淀生成則洗滌干凈
；

（3）評價步驟②的操作中難以控制之處
使溶液的pH=8～9難以控制
使溶液的pH=8～9難以控制
，請你提出一個合理而比較容易操作的實驗方案（藥品可任選）
通入過量CO2氣體
通入過量CO2氣體
，該反應的分子方程式為：
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
；
（4）步驟①中使用的NaOH溶液以4mol/L為宜．某同學稱量mgNaOH固體配制V m L 4mol/L的NaOH溶液，下面是該同學配制過程的示意圖，其操作中錯誤的是（填操作序號）
①④⑤
①④⑤
．

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（2009?宿遷二模）實驗化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應制氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅．同時，由于粗鋅中還含有鐵等雜質，使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵，為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬（ZnSO4?7H2O）．某校化學興趣小組的同學以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬并探究其性質．
（1）制備皓礬的實驗流程如圖所示．

已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：
Fe（OH）3：2.7一3.7
Fe（OH）2：7.6一9.6
Zn（OH）2：5.7一8.0 
試回答下列問題：①加入的試劑①，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等，應選用
20%的H2O2
20%的H2O2
，其理由是
將制氫廢液中的Fe2+氧化成Fe3+，同時避免引入新的雜質
將制氫廢液中的Fe2+氧化成Fe3+，同時避免引入新的雜質

②加入的試劑②，供選擇使用的有：Zn粉、ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3、ZnSO4等，應選用
ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3
ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3
，其理由是
調節(jié)溶液PH到3.7，使鐵離子沉淀，同時不引入新的雜質
調節(jié)溶液PH到3.7，使鐵離子沉淀，同時不引入新的雜質
 
③從晶體1→晶體2，該過程的名稱是
重結晶
重結晶
．
④在得到皓礬時，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是
為了沖洗掉晶體表面的雜質離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率
為了沖洗掉晶體表面的雜質離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率
．
（2）探究ZnSO4?7H2O的性質
⑤稱取28.7g ZnSO4?7H2O研細后置于坩堝中小心加熱，測得殘留固體的質量與溫度的對應數(shù)據(jù)見下表：
溫度（℃） 60 240 930 1000
殘留固體質量（g） 19.7 16.1 8.1 8.1
試寫出ZnSO4?7H2O加熱到1000℃時的反應方程式
ZnSO4?7H2O
 1000℃ 
.
 
ZnO+SO3+7H2O
ZnSO4?7H2O
 1000℃ 
.
 
ZnO+SO3+7H2O
． 
⑥取少量ZnSO4?7H2O配成溶液向其中逐滴加入NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)先產(chǎn)生白色沉淀后又逐漸溶解；若改用氨水得到相同的現(xiàn)象．查資料知，氫氧化鋅與氫氧化鋁均有兩性，且鋅離子可與氨水形成絡合離子[Zn（NH3）4]2+．則Zn（OH）2沉淀中加入NaOH溶液和加氨水均得到無色溶液的離子反應方程式為：
Zn（OH）2+2OH-=ZnO22-+2H2O
Zn（OH）2+2OH-=ZnO22-+2H2O
（任寫一個）．

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實驗化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應制氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅．同時，由于粗鋅中還含有鐵等雜質，使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵，為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬（ZnSO4?7H2O）．某�；瘜W興趣小組的同學以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬并探究其性質．
（1）制備皓礬的實驗流程如圖所示．

已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：
Fe（OH）3：2.7一3.7
Fe（OH）2：7.6一9.6
Zn（OH）2：5.7一8.0
試回答下列問題：①加入的試劑①，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等，應選用______，其理由是______
②加入的試劑②，供選擇使用的有：Zn粉、ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3、ZnSO4等，應選用______，其理由是______
③從晶體1→晶體2，該過程的名稱是______．
④在得到皓礬時，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是______．
（2）探究ZnSO4?7H2O的性質
⑤稱取28.7g ZnSO4?7H2O研細后置于坩堝中小心加熱，測得殘留固體的質量與溫度的對應數(shù)據(jù)見下表：
溫度（℃）602409301000
殘留固體質量（g）19.716.18.18.1
試寫出ZnSO4?7H2O加熱到1000℃時的反應方程式______．
⑥取少量ZnSO4?7H2O配成溶液向其中逐滴加入NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)先產(chǎn)生白色沉淀后又逐漸溶解；若改用氨水得到相同的現(xiàn)象．查資料知，氫氧化鋅與氫氧化鋁均有兩性，且鋅離子可與氨水形成絡合離子[Zn（NH3）4]2+．則Zn（OH）2沉淀中加入NaOH溶液和加氨水均得到無色溶液的離子反應方程式為：______（任寫一個）．

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