某研究小组用黄铜矿(主要成分是CuFeS2,其中S为-2价)为主要原料炼铜,其总反应为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2。事实上该反应是按如下流程分步进行的:


(1)氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)据报道,有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为 。
(3)我国学者研究发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中与O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4·5H2O,生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表:
| 沸腾炉温度/℃ |
560 |
580 |
600 |
620 |
640 |
660 |
| 水溶性Cu/% |
90.12 |
91.24 |
93.50 |
92.38 |
89.96 |
84.23 |
| 酸溶性Cu/% |
92.00 |
93.60 |
97.08 |
97.82 |
98.16 |
98.19 |
①CuFeS2与O2反应的化学方程式为 。
②实际生产过程中沸腾炉温度为600~620 ℃。则控制温度的方法是 。
③当温度高于600~620 ℃时,生成物中水溶性铜下降的原因是 。
④生成物冷却后的除铁的实验操作方法主要是 。已知在溶液中,Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.7、6.7,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.1、3.2;如果制得的硫酸铜溶液中含有少量的Fe3+,请写出除去溶液中Fe3+的实验操作步骤: 。
(14分)已知硝酸锏溶液颜色为蓝色.某学校化学课外小组同学们在做铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验中,发现铜和浓硝酸反应后溶液为绿色旦有红棕色气体产生,而铜和稀硝酸反应后溶液为蓝色,产生无色气体.为弄清反应后溶液颜色出现差异的原因,他们进行了实验探究.
[实验]在两支试管中各放入一小块等质量的铜片,分别加人等体积的浓HN03(14 mol •
L-1)和稀HN03(4mol . L-1 ), 立即用蘸有NaOH的棉花封住试管口。充分反应后铜均无剩余。
(1) Cu与浓HNO3反应的离子方程式________________________________
(2) 用蘸有NaOH的棉花封住试管口的原因________________
已知NO2与NaOH溶液反应中,其中NO2的还原产物是亚硝酸盐(NO2-)
写出反应的化学反应式________________________,
[提出假设]假设一、因为铜离子浓度大造成的。
假设二、溶液呈绿色是因为铜与浓硝酸反应时产生的二氧化氮溶于过量浓硝酸,加上和蓝色的硝酸铜溶液混在一起,使溶液呈绿色。
[设计实验方案,验证假设]
(3) 上述实验________(“能”或“不能”)证明假设一不成立,原因________________
(4) 甲同学设计实验验证假设二,请帮他完成下表中内容(提示:NO3-在不同条件下的还咬产物较复杂,有时难以观察到气体产生)
[分析推理】
(5)铜和稀硝酸反应后溶液为蓝色的原理________________
某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
| 实验编号 |
催化剂 |
|
| ① |
10ml2% H2O2溶液 |
无 |
| ② |
10mL5% H2O2溶液 |
无 |
| ③ |
10mL5% H2O2溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
| ④ |
10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
| ⑤ |
10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_ 。
(2)实验①和②的目的是__________________________________________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(3)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。
分析上图能够得出的实验结论是。
(14分)
实验室用下图所示装置制备溴苯,并验证该反应是取代反应。
(1) 关闭F活塞,打开C活塞,在装有少量苯的三颈瓶中由A口加入少量溴,再加入少量铁屑,塞住A口,则三颈瓶中发生反应的化学方程式为: 。
(2) D试管内装的是 ,其作用是 。
(3) E试管内装的是 ,E试管内出现的现象为 。
(4) 待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开F活塞,关闭C活塞,可以看到的现象是 。
(5) 上一步得到粗溴苯后,要用如下操作精制:a蒸馏; b水洗; c用干燥剂干燥; d 10%NaOH溶液洗涤; e水洗,正确的操作顺序是 。
已知某白色混合物粉末中含有CuSO4、K2SO4、NH4HCO3、NH4Cl、NaCl五种物质中的两种,且物质的量之比为1:1。请完成下述探究混合物组成的实验。
限选的仪器、用品和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子;红色石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸;1mol/L硫酸、1mol/L硝酸、1mol/L盐酸、1mol/L NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸馏水。
(一)初步探究
取适量固体混合物于烧杯中,加入蒸馏水搅拌,混合物完全溶解,得到无色透明溶液A,同时闻到有轻微的刺激性气味。用胶头滴管取少量溶液A于试管中,再滴加稀硝酸,溶液中有无色气泡产生;继续滴加过量稀硝酸至溶液中不再产生气泡,得到无色透明溶液B。
(1)上述实验可以得到的初步结论是
。
(二)进一步探究
(2)请设计实验方案进一步确定该固体混合物的组成。叙述实验操作、预期现象和结论。
| 实验操作 |
预期现象和结论 |
(10分)化学兴趣小组同学运用类比学习的思想,探究过氧化钠与二氧化硫的反应。小组同学改进了下图所示的装置进行实验。充分反应,B中固体由淡黄色变为白色(Na2O2完全反应),将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。
试回答下列问题:
(1)请你完成装置改进的措施和理由:
①措施:在A、B之间加一个干燥管,
理由_______________________________________。
②措施: ________________________,
理由______________________________________。
(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3,则其所类比的化学反应是
_______________________ (用化学方程式表示)。
任何的推论都要经过检验,请完成对白色固体成分的探究:
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、带单孔胶塞的导管、棉花、试管夹;3 mol·L-1HCl、6 mol·L-1HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1 mol·L-1 BaCl2溶液、澄清石灰水、品红溶液。
①
提出合理假设:
假设1:白色固体为Na2SO3;假设2:白色固体为Na2SO3与Na2SO4的混合物;
假设3: 。
②
设计实验方案证明以上三种假设,并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
| 实验操作 |
预期现象与结论 |
| 步骤1: |
|
| 步骤2: |
|
| … |