硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:
请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO B. MgO C. FeCO3 D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀的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:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H+(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。
Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 ==="4LiCl" +S +SO2
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________________;
(2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成.如果把少量水滴到SOCl2中,反应的化学方程式为______________________________
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是______________________.
(5)用此电池电解(电极均为惰性电极)起始时盛有2000mL硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的c(H+)增加0.1mol/L,若要使溶液完全恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入(填物质名称),其质量约为。
(12分)(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式:。若1g水蒸气转化成液态水放热2.5kJ,则氢气的燃烧热为△H=kJ/mol。
(2)近年来已经研制出甲烷(CH4)燃料电池,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,
写出该电池负极的电极反应式:_____________________________。
该电池总反应式:_____________________________。
(3)用惰性电极电解AgNO3溶液,写出该电解反应的化学方程式 ;若在阳极收集到 0.32 g O2,中和电解生成的酸需0.4 mol·L-1NaOH溶液mL
①、同温、同压下,质量相等的SO2和CO2相比较,体积之比为,已知SO2和CO2均为酸性氧化物,写出CO2与足量NaOH溶液反应的离子方程式。
②、某溶液中可能含有大量下列阴离子:OH-、SO42-、CO32-、Cl-。
(1)当溶液中存在大量H+时,则溶液中不可能有。
(2)当溶液中有大量的Ba2+存在时,则溶液中不可能有,用离子方程式写出不可能存在的原因, 。
(17分)(1)①A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图,请在A图中用阴影部分表示反应:H2+CuO===Cu+H2O所属的区域。
② “四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应,则Ⅱ为 反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式:。
(2)已知反应:①SO3+H2O===H2SO4
②Cl2+H2O===HCl+HClO
③2F2+2H2O===4HF+O2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
⑥SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
上述反应中不属于氧化还原反应的有(填序号,下同);H2O被氧化的是,H2O被还原的是,属于氧化还原反应,但其中的H2O既不被氧化,又不被还原的是。
(3)反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,Mn元素的化合价由价变为价,被;元素的原子失去电子,被;若参加反应的HCl是73 g,则被氧化的HCl是g。
(4)根据反应①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,
②2FeCl2+Cl2=2FeCl3,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序中,正确的()
A.Fe3+>Cl2>I2 | B.Cl2>I2>Fe3+ | C.I2>Cl2>Fe3+ | D.Cl2>Fe3+>I2 |
下图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,
试根据标签上的有关数 据回答下列问题:
(1)该盐酸中HCl的物质的量浓度为 △mol·L–1
(2)某同学用上述浓盐酸和蒸馏水配制浓度为0.4mol·L–1体积为425 mL的稀盐酸。
①该学生需要取mL上述浓盐酸进行配制。
②配制过程中,所用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外还需、。
③上述实验中,需要用到玻璃棒,其作用是、。
④在配制过程中,下列操作对配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响(填“偏 大”、“偏小”或“无影响”)
I.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面( )
II.定容时仰视刻度线( )