下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分(含有Cu、Fe、Si 三种成分)进行分离、回收再利用的工业流程,通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。
已知:298K时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mn(OH)2] =1.9×10-13,
根据上面流程回答有关问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ需要的玻璃仪器有 。
(2)加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的离子方程式: 。
(3)过量的还原剂应是 。
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为 。
②若用X mol/L KMnO4溶液处理溶液b,当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液YmL,则最后所得沉淀M的质量为 g(用含X、Y的代数式表示)。
(5)常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为: ﹥ ﹥ 。(填金属阳离子)
(6)最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后,析出固体B的质量为Z g,同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等,则混合气体的成分是 ,标况下阳极生成的最后一种气体体积为 L(用含Z的代数式表示)。
化学兴趣小组的同学设计实验探究浓硫酸与木炭反应后产生气体的成分。
(1)写出浓硫酸与木炭反应方程式,并标明电子转移的方向和数目:____________________。
【装置设计】组装如下的实验装置,然后进行实验探究。
(2)装入反应物之前,必须先 。
(3)要验证产生的气体中含有CO2,请在答题卡中完成图中虚线框内的装置简图,并标明试剂。
【实验探究】
(4)观察实验,完成实验现象的部分记录:
实验装置 |
① |
② |
③ |
实验现象 |
…… |
(5)实验装置②中品红溶液Ⅰ的作用 ,III的作用 。
工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下:
(1)金属M为 ,操作1为 。
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式表示) ,加入氨水的作用是 。
(3)充分焙烧的化学方程式为 。
(4)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是 ,90℃时Ksp(Li2CO3)的值为 。
温度/℃ |
10 |
30 |
60 |
90 |
浓度/mol・L-1 |
0.21 |
0.17 |
0.14 |
0.10 |
(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,则阳极的电极反应式为 。
硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)
某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下。
(1)吸硫装置如图所示。
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是 ,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液 。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 、 。(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管
序号 |
实验操作 |
预期现象 |
结论 |
① |
取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,___________________。 |
_______________ |
样品含NaCl |
② |
另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,___________________。 |
_______________ |
样品含NaOH |
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。(只列出算式,不作运算)
已知:IO3-+5I-+6H+==3I2+3H2O 2S2O32-+I2==S4O62-+2I-
下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。
已知:①Fe3+ Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4;
②KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20
(1)溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L,需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为 Kg。
(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为① 。
②AsO2— + H2O2+ H+=H3AsO4 ③ H3AsO4+ Fe3+=FeAsO4↓+ 3H+
(3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是 ;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 mol·L-1。
(4)固体I的主要成分除 FeAsO4外还有 ,操作I为______________。
(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式 。
研究性学习小组利用下列有关装置进行探究实验,回答相关问题。
(1)写出A中的反应化学方程式 。
(2)实验时,旋开装置A中分液漏斗的旋塞,发现液体流出缓慢,最终停止,其可能的原因是 。
(3)装置B中的溶液出现浑浊,该实验证明SO2具有 性 。
(4)实验后,测定装置C中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢?大家有不同意见:①是生成的Na2SO3水解;②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种意见成立。选用下列试剂进行实验:Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸
实验步骤 |
实验操作 |
预期现象与结论 |
(5)另一小组利用装置D进行实验:用注射器向装置D共注入v mL实验室含SO2的空气,当溶液刚好褪色,停止实验。
该小组的实验目的是 。