【题目】铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:
①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
②Ksp[Fe(OH)3]=2.0×10-36
③Cu2S遇酸时会生成S
(1)加快“浸取”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有__________(任写一种)。
(2)滤渣I中的主要成分是______________。
(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为_______,请用离子方程式表示用CuO“除铁”时所发生的反应__,若加A调节溶液pH后溶液中Fe3+的浓度为2.0×10-9mol/L,则pH为__。
(4)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:_________________________。
(5)Na2CO3溶液浸泡重晶石(假设杂质不与Na2CO3反应),能将BaSO4转化为BaCO3,此反应的平衡常数K= ________(填写计算结果);若不考虑CO32-的水解,要使46.6g BaSO4恰好完全转化为BaCO3,则至少需要浓度为1mol·L-1Na2CO3溶液 ____mL。(已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaCO3)=5.0×10-9)
【答案】充分搅拌,将辉铜矿粉碎,加热等 SiO2、S、MnO2 3.7~5.6( 或3.7≤pH<5.6) 3H2O+2 Fe3++3CuO=2Fe(OH)3+3Cu2+(或Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+ CuO+2H+=Cu2++ H2O ) 5 Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+ 0.02 10200
【解析】
辉铜矿主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质,加入稀硫酸和二氧化锰浸取,过滤得到滤渣为MnO2、SiO2、单质S,滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,调节溶液pH除去铁离子,加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用,得到碱式碳酸铜;据此分析解答本题。
(1)酸浸时,通过充分搅拌、将辉铜矿粉碎、加热等可以提高浸取速率;
(2)“浸取”时:Cu2S遇酸时会生成S,在硫酸酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到CuSO4和MnSO4,Fe2O3和硫酸反应生成硫酸铁,SiO2不溶于硫酸,所以滤渣I中的主要成分是SiO2、S、MnO2;
(3)“除铁”主要是除去溶液中Fe3+,根据题干表格可知,若要使Fe3+完全沉淀而不沉淀Cu2+,溶液的pH范围为:3.7~5.6或3.7≤pH<5.6;加入CuO消耗氢离子,促进铁离子水解为氢氧化铁沉淀,“除铁”时所发生的反应3H2O+2Fe3++3CuO=2Fe(OH)3+3Cu2+,若加A调节溶液pH后溶液中Fe3+的浓度为2.0×10-9mol/L,2.0×10-36,,pH=5。
(4)“沉锰”(除Mn2+)过程中,加入碳酸氢铵和氨气,生成碳酸锰沉淀,反应的离子方程式为:Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+;
(5)Na2CO3和BaSO4转化为BaCO3的离子方程式是CO32-+BaSO4=BaCO3+ SO42-,平衡常数K= ;要使46.6g BaSO4恰好完全转化为BaCO3,生成0.2mol SO42-,则消耗0.2mol CO32-,根据溶液中 ,则溶液中CO32-的物质的量是10mol,设需要浓度为1mol·L-1Na2CO3溶液的体积是V,V×1-0.2=10,V=10.2L=10200mL。
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【题目】某反应的氧化剂与还原剂及部分产物如下所示:2Mn2+ + 5IO4— + …… → 2MnO4— + ……已知该反应体系还包括H+、H2O与另一种含碘微粒。对于该氧化还原反应说法正确的是
A.Mn2+是氧化剂,IO4—是还原剂
B.体系中另一种含碘微粒为I—
C.随着反应进行,溶液pH不断上升
D.每有1 mol IO4—参加反应,转移2 mol电子
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【题目】高纯度晶体硅是良好的半导体材料,它的发现和使用引起了计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备:
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
下列说法不正确的是( )
A.步骤③中氢气作还原剂
B.硅和二氧化硅都能用作计算机“芯片”
C.步骤①的化学方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑
D.步骤①②③中发生的反应都属于氧化还原反应
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【题目】我国科学家借助自主研制的新型钨钴铁合金催化剂攻克了可控结构单壁碳纳米管的制备难题。海底金属软泥是在海洋底覆盖着的一层红棕色沉积物,蕴藏着大量的金属资源,含有钨、铁、锰、锌、钴等。
(1)基态铬原子的核外未成对电子数为________。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体,其碳原子的杂化方式为________。
(2)纳米结构氧化钴可在室温下将甲硫醛完全催化氧化,甲硫醛分子的中心原子的VSEPR构型为________,其分子中键与键的个数比为________。
(3)六羰基钨的熔点为,是一种重要的无机金属配合物,可溶于多数有机溶剂。三种组成元素的第一电离能由小到大的顺序为________填元素符号。配体CO中与W形成配位键的原子是C非O,原因是________________________。
(4)多原子分子中各原子若在同一平面内,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”。下列分子中存在“离域键”的有________填字母。
A.环己烷 二氧化硫 三氟化氮 苯酚
(5)、能与络合形成络离子,其结构如图1所示。该络离子与钾离子可形成华蓝钾盐,该钾盐的化学式为________。
(6)图2是从铁氧体离子晶体中取出的能体现其晶体结构的一个立方体。已知晶体的密度为,则图2中________已知。
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【题目】一定温度下10L密闭容器中发生某可逆反应,其平衡常数表达为:K=。
根据题意完成下列填空:
(1)写出该反应的化学方程式___;若温度升高,K增大,该反应是___反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)能判断该反应一定达到平衡状态的是___(选填编号)。
a.v正(H2O)=v逆(H2) b.容器中气体的相对分子质量不随时间改变
c.消耗nmol H2同时消耗nmolCO d.容器中物质的总物质的量不随时间改变
(3)该反应的v正 随时间变化的关系如图。t2时改变了某种条件,改变的条件可能是___、___。(填写2项)
(4)实验测得t2时刻容器内有1molH2O,5min后H2O的物质的量是0.8mol,这5min内H2O的平均反应速率为___。
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【题目】已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH1 =-1266 kJ/mol,P4为正四面体结构,其中P-P键的键能为198 kJ/mol,Cl-Cl键的键能为243kJ/mol。下列说法正确的是( )
A.该反应在任何温度下都能自发进行
B.1mol P4和6mol Cl2具有的总能量比4mol PCl3具有的能量低
C.P-Cl键的键能为326kJ/mol
D.PCl3的电子式为
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【题目】如图为Zn-聚苯胺二次电池的示意图,下列说法正确的是( )
A.放电时,Zn片做负极,发生的电极方程式为Zn + 2e-=Zn2+
B.放电时,混合液中的Cl-向B移动
C.充电时,聚苯胺被氧化
D.充电时,A端接电源的正极
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【题目】硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为___________,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是________,VO43-的几何构型为________.
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1) 是副作用小的有效调节血糖的新型药物。
①基态S原子中原子核外未成对电子数为_______,该药物中S原子的杂化方式是_______.所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是___________.
②2-巯基烟酸(图2) 水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是_________.
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”,下列物质中存在“离域Π键”的是_____.
A.SO2 B.SO42- C.H2S D.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为______。图4 为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3 (列出计算式即可)。
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【题目】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A. 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B. 图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C. 图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D. 380℃下,c起始(O2)=5.0×104 mol·L1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
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