现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法从矿石中提取铜,其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进入水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知:①Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜;③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题:
(1)矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为 。
(2)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体的化学式是 。若水层1暴露在空气中一段时间后,可以得到另一种重要的硫酸盐,写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式 。
(3)写出电解过程中阳极(惰性电极)发生反应的电极反应式: 。
(4)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是 。
(本题共8分,(1)~(3)问1分/空,(4)问4分) 以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
| 难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
| 溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤结晶
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应过滤结晶
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择_________为宜,其原因是________________________。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是__________________(填字母每填对一个给1分但每错一个在本问内倒扣1分)。
A H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
(本题共10分,2分/空)
I:(1)若某共价化合物分子中共含有C、H、N三种原子且以n(C)、n(N)分别表示C原子和N原子数目,则氢原子数目最多等于。
(2)若某有机化合物分子中只含有C、H、O、N四种元素,且以n(C)、n(N)和n(O)的原子数目,则H原子数目最多等于。
II: 已知烯烃、炔烃在臭氧的作用下发生以下反应:
CH3-CH=CH-CH2-CH=CH2→CH3CHO+OHC-CH2-CHO+HCHO
CH3-C
C-CH2-C
CH →CH3COOH+HOOCCH2COOH+HCOOH
某烃分子式为C10H10,在臭氧作用下发生反应:C10H10→CH3COOH+3HOOC-CHO+CH3CHO
(1) C10H10分子中含有个双键,个三键
(2) C10H10分子结构简式为。
(本题共12分,2分/空)有下列八种不饱和烃:
(1)已知
,若要合成
,则下列所选原料正确的是__。
①D和H ②E和H ③E和F ④B和H ⑤C和H ⑥D和G
(2)B和Br2的CCl4溶液发生反应时,可生成多种产物,写出这些产物的结构简式,,,。
今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
| ① |
② |
③ |
④ |
|
| 浓度c/mol/L |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
| 溶液 |
氨水 |
CH3COONa溶液 |
醋酸 |
盐酸 |
A.在20 mL ①溶液中逐滴加入③溶液,溶液导电能力变化如下图
B.②、③两溶液等体积混合,离子浓度:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.①、④两溶液等体积混合,离子浓度:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
D.用④滴定①,滴定曲线如下图,可用酚酞作指示剂
11分)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.研究铁及其化合物的应用意义重大.
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关.
(1)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质.简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理 .
(2)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
| 开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
| 完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式 .
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH,应控制pH的范围为 .
③在实际生产中,反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(标准状况),则相当于节约NaNO2的质量为 g.
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子.该水解反应的离子方程式为 .
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料.已知磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+Li
LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+.试写出该电池充电时的阳极反应式 .