黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为： 8CuFeS2＋21O2
8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________（填元素符号）。
（2）上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________（填代号）。
a．高空排放
b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d．用浓硫酸吸收
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是______________________。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为______________________。
硫酸和硝酸是中学阶段常见的两种强酸,请就两者与金属铜的反应情况回答下列问题:
(1)在100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是 (填写代号);
| A．7.32 L | B．6.72 L | C．20.16 L | D．30.24 L |
(2)若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可将溶液稀释并向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式: 。
硅酸钠是一种重要的无机功能材料,某研究性学习小组设计的利用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铁等杂质)制备硅酸钠的流程如下:
(1)石英砂加水洗涤的目的是。
研磨后加入NaOH溶液溶解的离子方程式是 。
(2)实验室进行蒸发操作要用到的仪器有铁架台(含铁圈)、 和 。
(3)残渣Ⅰ的成分是 (填化学式)。将残渣Ⅰ溶于盐酸,再加入NaOH溶液得到沉淀,将该沉淀加入到NaClO和NaOH混合溶液中可制得一种优质净水剂,完成反应的离子方程式: + ClO-+ OH-
+ Cl-+ H2O
(4)按上述流程制得的硅酸钠晶体可表示为Na2O·nSiO2,若石英砂的质量为10.0 g,其中含SiO2的质量分数为90%,最终得到硅酸钠晶体15.2 g,则n= 。
工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:
已知25 ℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表:
| Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)3 |
|
| Ksp |
8.0×10-16 |
2.2×10-20 |
4.0×10-38 |
| 完全沉淀pH |
≥9.6 |
≥6.4 |
≥3.2 |
(1)加快黄铜矿焙烧速率,可采用的措施有(写两种)。
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为;
试剂X的化学式为 。
(3)常温下,0.1 mol/L试剂Y的pH=11,则该温度下,试剂Y的电离常数为 ,用pH试纸测该溶液pH的方法是 。
(4)已知Cu(OH)2+4NH3·H2O
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,写出该反应的平衡常数表达式: 。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是 。
硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:
(1)实验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有 、玻璃棒和烧杯。“操作Ⅲ”系列操作名称依次为 、 、过滤和洗涤。
(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为。
(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是。
(4)实验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是 ,现象是。
(5)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式:。
铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。
已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:
Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)
2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2Al(OH)3]
(1)操作Ⅰ的名称为 ,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有。
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为(任写三点)。
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O 结晶的原因 。
(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写出生成Al2O3·3H2O的离子方程式: 。
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法 。