精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
5.某厂利用一批回收的废料制造胆矾(CuSO4•5H2O).该废料中各种成份含量如下:Cu和CuO约占87%,其它为MgO、Cr2O3、FeO、SiO2,工艺流程为:

提示:25℃时,部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀(离子浓度小于等于10-5mol•L-1)时溶液的pH如下表:
沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2
pH2.96.79.49.7
回答下列问题:
(1)25℃时,Ksp[Fe(OH)3]的数值为10-38.3
(2)步骤①中Cr2O3能与碱反应,该反应的离子方程式为Cr2O3+2OH-=2CrO2-+H20
步骤④中与H2O2反应的物质和离子是Cu、Fe2+
步骤⑤中调节溶液pH时适宜的物质是bc(填序号)
a.NaOH b.CuO c.Cu(OH)2
(3)操作⑧的分离方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,这样得到的胆矾晶体中除铜元素外还含有一种金属元素,这种金属元素的氧化物的电子式为
(4)步骤⑨中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2;硫酸酸化的Na2Cr2O7溶液可以将乙醇氧化为乙酸,本身还原为Cr3+,该反应可用于检测司机是否酒驾,相应的化学方程式为3CH3CH2OH+2Na2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2(SO43+11H2O+2Na2SO4

分析 该废料中含Cu和CuO约占87%,其它为MgO、Cr2O3、FeO、SiO2,其中Cr2O3、SiO2能与碱反应生成Na2SiO3和NaCrO2,过滤得到滤渣为:Cu、CuO、MgO、FeO,水洗至PH=7,加稀硫酸、双氧水于80℃保温0.5h,CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁,铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子,调至PH=5.2,沉降1小时,三价铁离子沉淀完全,过滤得到滤渣氢氧化铁和滤液,滤液中含有铜离子和镁离子,经过对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到产品,蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu(OH)2,用硫酸调节pH=2~3是为了抑制Cu2+的水解,也不会引入杂质.
(1)Fe(OH)3完全沉淀的PH是2.9,c(H+)=10-2.9mol/L,c(OH-)=$\frac{{K}_{W}}{c({H}^{+})}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2.9}}$=10-11.1mol/L,金属阳离子离子浓度小于等于10-5mol•L-1时以氢氧化物形式完全沉淀,根据KSP=c(Fe3+)×c3(OH-) 计算;
(2)步骤①中Cr2O3能与碱反应,该反应的离子方程式为:Cr2O3+2OH-=2CrO2-+H20,
步骤④中铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子,
调节pH不能引入新的杂质;
(3)从溶液中得到晶体一般采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法; 整个过程中没有除去金属镁离子,据此写出离子化合物氧化镁的电子式;
(4)步骤⑨中氧化剂是双氧水,还原剂NaCrO2被双氧水氧化成Na2Cr2O7,根据得失电子守恒计算物质的量之比;
Na2Cr2O7溶液可以将乙醇氧化为乙酸,本身还原为Cr3+,根据得失电子守恒和原子守恒写出反应方程式.

解答 解:该废料中含Cu和CuO约占87%,其它为MgO、Cr2O3、FeO、SiO2,其中Cr2O3、SiO2能与碱反应生成Na2SiO3和NaCrO2,过滤得到滤渣为:Cu、CuO、MgO、FeO,水洗至PH=7,加稀硫酸、双氧水于80℃保温0.5h,CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁,铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子,调至PH=5.2,沉降1小时,三价铁离子沉淀完全,过滤得到滤渣氢氧化铁和滤液,滤液中含有铜离子和镁离子,经过对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到产品,蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu(OH)2,用硫酸调节pH=2~3是为了抑制Cu2+的水解,也不会引入杂质.
(1)Fe(OH)3完全沉淀的PH是2.9,c(H+)=10-2.9mol/L,c(OH-)=$\frac{{K}_{W}}{c({H}^{+})}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2.9}}$=10-11.1mol/L,金属阳离子离子浓度小于等于10-5mol•L-1时以氢氧化物形式完全沉淀,KSP=c(Fe3+)×c3(OH-)=10-5×(10-11.13=10-38.3
故答案为:10-38.3
(2)步骤①中Cr2O3能与碱反应,该反应的离子方程式为:Cr2O3+2OH-=2CrO2-+H20,
步骤④中铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子,
调节pH不能引入新的杂质,a项会引入钠离子,b、c项物质会和氢离子反应调节pH,同时生成铜离子,不会引入新的杂质,
故答案为:Cr2O3+2OH-=2CrO2-+H20;Cu、Fe2+;bc;
(3)从溶液中得到晶体一般采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法;整个过程中没有除去金属镁离子; MgO是离子化合物,由Mg2+离子和O2-离子构成,MgO的电子式为
故答案为:冷却结晶;
(4)步骤⑨中氧化剂是双氧水,还原剂NaCrO2被双氧水氧化成Na2Cr2O7,3H2O2~6e-,2CrO2-~Cr2O72-~6e-,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,
Na2Cr2O7溶液可以将乙醇氧化为乙酸,本身还原为Cr3+,根据得失电子守恒和原子守恒写出反应方程式:3CH3CH2OH+2Na2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2(SO43+11H2O+2Na2SO4
故答案为:3:2;3CH3CH2OH+2Na2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2(SO43+11H2O+2Na2SO4

点评 本题以流程图的形式考查了物质的分离与提纯、离子方程式的书写、水解平衡、氧化还原反应等知识,分离和提纯时一定不能引入新的杂质,调节pH一般加入含提纯物质中的离子的化合物,避免引入新的杂质,如本题制取胆矾晶体,用CuO、Cu(OH)2调节pH,除去杂质,难度适中.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180kJ•mol-1
②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H2=-92.4kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=-483.6kJ•mol-1
下列说法正确的是(  )
A.
反应②中的能量变化如图所示,则△H2=E1-E3
B.H2的燃烧热为241.8 kJ•mol-1
C.由反应②知在温度一定的条件下,在一恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184.8>Q2>2Q1
D.氨的催化氧化反应为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=+906 kJ•mol-1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

16.0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧,生成CO2和水各0.6mol,则该烃的分子式为C6H12.若该烃能使溴水褪色,且能在催化剂作用下与H2发生加成反应,生成2,2-二甲基丁烷,则该烃结构简式为(CH33CCH=CH2,名称是3,3-二甲基-1-丁烯,该加成反应的化学方程式为(CH33CCH=CH2+Br2→(CH33CCHBrCH2Br.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.(1)写出下列基团(或官能团)的名称或结构简式:
-CH2CH3乙基、-OH羟基、碳碳双键
(2)某烷烃的分子量为 72,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式为
(3)按要求表示下列有机物:
?4,4,5-三甲基-2-己炔(写出结构简式)?CH3C≡C-C(CH32CH(CH32?2,2-二甲基-3-乙基-4-异丙基壬烷(写出结构简式)CH3C(CH32CH(C2H5)CH(CCH3CH3)CH2CH2CH2CH2CH3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:推断题

20.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族.C原子核内质子数等于A和B的原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍.试根据以上叙述回答:
(1)A与B形成的三原子分子的结构式是O=C=O,B与D形成的原子个数比为1:1的化合物的化学式是Na2O2,含有的化学键有离子键、非极性共价键(填化学键类型),属于离子化合物.
(2)如何来证明A和C酸性的强弱Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓(或Na2SiO3+2H2O+2CO2=2NaHCO3+H2SiO3↓)(用化学方程式表示).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.常温常压下,10mL某气态烃与50mL O2混合点燃并完全燃烧后恢复到原来状况,剩余气体为35mL,则此烃的化学式为(  )
A.C3H8B.C2H6C.C2H4D.C6H6

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.分别写出相对分子质量为128、72的烃的分子式:C10H8、C9H20、C5H12

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列实验操作或方案正确的是(  )
A.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液和浓硫酸的洗气瓶
B.用图1所示装置可从KI和I2的固体混合物中回收I2
C.用图2所示装置蒸干FeSO4饱和溶液来制备FeSO4•7H2O
D.用图3所示装置除去Cl2中含有的少量HCl

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.目前废水处理中的除氮技术,通常是把水中的氨氮污染物先降解为NO3-或NO2-,然后再用电解的方法除去NO3-和NO2-,如图是电化学降解硝酸盐的原理,关于该原理的说法正确的是(  )
A.若以铅蓄电池做电源进行电解,Pt电极为阴极
B.电解过程中H+向正极移动
C.若电解过程中转移1mol电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差为7.2g
D.理论上电解过程中阴、阳两极产生的气体在相同条件下体积比为5:2

查看答案和解析>>

同步练习册答案