蓝铜矿主要含xCuCO3·yCu(OH)2,还含有少量Fe的化合物,工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO3和CuSO4.5H2O。具体方法步骤如下:
已知:
金属离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
|
pH |
氢氧化物开始沉淀 |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀 |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
(1)蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式
。
(2)从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为 (填代号)。
a.KMnO4 b.K2Cr2O7 c.H2O2 d.氯水
(3)在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为 。
(4)由溶液C获得CuSO4.5H2O,需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发至 时停止加热。
(5)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通人(或加入)试剂②,则试剂②可以是
(填代号);
a.氨水 b.盐酸 c.水蒸气 d.NaOH溶液
如果不加人试剂②,则CaCl2溶液不能与CO2反应生成CaCO3,请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因 。
(6)为确定试剂①的用量,需测定溶液A中Fe2+的浓度。实验操作为:准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中,用0.01200 mol/L的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液15.00 mL,则溶液A中Fe2+的浓度为 。
如图a、b、c、d是一张浸有饱和食盐水的滤纸,E、F为铂片,其附近滴有两滴石蕊试液。X、Y由Cu、Zn组成。
(1)若工作时,E附近出现蓝色,则E为极;F为极;Y为极,Y材料为。
(2)若E、F均为铜片,其余不变,则E、F的电极反应:E极,F极。
如何设计A、B、C、D分别符合下述要求:
(1)A中Fe棒不溶解但质量增加。
(2)B中Fe棒溶解,但Cu不在Fe上析出。
(3)C中Fe棒不溶于H2SO4。
(4)D中ZnSO4浓度不变。
某化工厂排出的废水中含有氯气和硫酸,为了除去此废水中的游离氯,并使废水变为中性,供使用的试剂有碳酸钠和亚硫酸钠溶液,试回答:
(1)应先向废水中加入溶液,离子方程式为。
(2)然后再向废水中加入溶液,离子方程式为。
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ的热量。请通过计算判断,若反应SO2(g)+O2(g)
SO3;ΔH="-98.3" kJ·mol-1放出的热量能在生产过程中得到充分利用,则每生产1 t 98%的硫酸只需外界提供(或可向外界输出)多少千焦热量?(H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1)
(2)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,燃烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为。
(3)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度的不同而变化(见下表)。
沸腾炉温度/℃ |
600 |
620 |
640 |
660 |
矿渣中CuSO4的质量分数/% |
9.3 |
9.2 |
9.0 |
8.4 |
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因。
用下列装置可测定SO2转化为SO3的转化率。
(1)根据实验的需要,(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)处应连接合适的装置。请从下面装置中选择合适的装置,将其序号填入以下空格内:(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)。
(2)实验时,浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中,甲仪器所起作用的原理是。
(3)用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会(填“提高”“不变”或“降低”)。
(4)用a mol Na2SO3粉末与足量的浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ装置增重b g,则本实验中SO2的转化率为。