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某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,取该矿样为原料生产CuC12·2H2O晶体。

已知:常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。 

金属离子

氢氧化物开始沉淀的pH

氢氧化物沉淀完全的pH

Fe2+

7.0

9.0

Fe3+

1.9

3.2

Cu2+

4.7

6.7

 

回答下列问题:

(1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中,可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气,试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式:______、______

(2)培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物,若将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:______、______

(3)步骤②酸浸过程中,需要用到3mol·L-1的盐酸100mL,配制该盐酸溶液时,除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器有_________

(4)步骤④加入物质X的目的是_____,物质X可以选用下列物质中的_____。

A.氢氧化钠      B.稀盐酸     C.氨水       D.氧化铜

(5)当溶液中金属离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时,认为该金属离子沉淀完全,则Ksp[Fe(OH)2]= _____。

 

【答案】

 

(1)2H2O2 2H2O + O2 ↑,2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑。

(2)2H2SO3+O2=2H2SO4,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 ,2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4

(3)100 mL容量瓶、量筒

(4)调控溶液的pH,使Fe3+以Fe(OH)3沉淀的形式析出 ;  D

(5)1×10-15

【解析】

试题分析:(1)该装置是固液不加热制气体的装置,可用该装置制备氧气的反应有H2O2和MnO2及Na2O2和H2O。

(2)尾气中含有SO2气体,通入氨水中后,SO2可与氨水反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3,SO32-易被氧化为SO42-

(3)配制一定物质的量浓度盐酸溶液时,是将浓盐酸稀释为稀盐酸,因此还需要的玻璃仪器有容量瓶和量筒。

(4)步骤④加入X物质是为了调节溶液的pH,除去Fe3+。为防止引入杂质及Cu2+沉淀,应选用CuO。

(5)Fe2+完全沉淀时pH=9,则溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1,则Ksp=c(Fe2+)·c2(OH-)=1×10-5×(1×10-5)2=1×10-15

考点:考查气体制备装置,工艺流程分析,氧化还原反应,一定物质的量浓度溶液的配制,溶度积的计算等内容。

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年山东省济南市高三3月模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:实验题

某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体,流程如下:

1)在实验室中,欲用37(密度为119 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有? ?? ? ?? ???

2若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是??? (填下列各项中序号)

CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O

欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是?? ??? (填下列各项中序号)

aFeCl3固体 ????? bCuCl2固体 ???? c.蒸馏水

3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。

CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2SCuO·CuSO4CuSO4CuO生成,转化顺序为:

步转化主要在200300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为???????????????????????????????????????????????????????????????

300400oC范围内,固体质量明显增加的原因是? ??????? ? ,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是??? (填下列各项中序号)

a.一阶段??? b二阶段??? c三阶段? d四阶段

该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2O2的混合物。

a.装置组装完成后,应立即进行的项操作是? ????????????

b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为? ??? ? 溶液。

c.若原CuS矿样的质量为l00 g,在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为80 g,则原矿样中CuS的质量分数为?? ??

 

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