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(14分)利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下:

试回答下列问题:
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,可能发生反应的离子方程式有             
(2)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,还通入O2。通入O2的目的是(用化学反应方程式表示)                 
在实验室中,常将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图所示)。

(3)写出烧瓶中发生反应的离子方程式为                                
(4)广口瓶的作用是                 
(5)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下
设计:将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50 ℃。加入18 mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60 ℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5 g。请回答:
①加热时温度不宜过高的原因是                           
②本实验CuSO4·5H2O的产率为              

⑴  Fe2O3+6H=2Fe3+3H2O,2Fe3+Fe=3Fe2,Fe+2H=Fe2+H2↑;
⑵ 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O 或2Cu+O2=2CuO,CuO+H2SO4=CuSO4+H2O ;
⑶ 3Cu+8H+3NO3-   =3Cu2+2NO↑+4H2O ;
⑷ 安全瓶 ;⑸  ①防止双氧水分解 ;②84% 。

解析试题分析:(1)铁丝表面有铁锈。投入稀H2SO4中发生反应的两种方程式为:Fe2O3+6H=2Fe3+3H2O;2Fe3+Fe=3Fe2;Fe+2H=Fe2+H2↑;(2)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,还通入O2。通入O2的目的是使Cu变为氧化铜,与酸反应得到CuSO4.反应的方程式为:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O 或2Cu+O2=2CuO,CuO+H2SO4=CuSO4+H2O ;(3)在烧瓶中Cu与稀硝酸发生反应的离子方程式为:3Cu+8H+3NO3-   =3Cu2+2NO↑+4H2O ;(4)广口瓶的作用是安全瓶,防止倒吸现象的发生;(5)①加热时温度不宜过高是由于在反应的过程中使用了H2O2,而H2O2受热容易分解,使用温度不宜过高。②n(Cu)=" 3.2" g÷64g/mol=0.05mol,n(H2SO4)=" 0.045" L×1.5 mol/L=" 0.0675" mol硫酸过量,所以产生的CuSO4按照Cu来计算,理论产量:0.05mol×250g/mol=12.5g。因此CuSO4·5H2O的产率为(10.5 g÷12.5g)×100%=84%。
考点:考查物质的制取方法、化学方程式、离子方程式的书写、反应条件的选择及物质的产率的计算。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

将ag镁铝合金投入到x mL 2mol/L的盐酸中,金属完全溶解后,再加入y mL 1mol/L的氢氧化钠溶液,得到的沉淀量最大,质量为(a+1.7)g。下列说法不正确的是

A.镁铝合金与盐酸反应转移电子总数为0.lNA B.x=2y
C.沉淀是Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物 D.2x=y

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(16分)某校高三同学高考前重做以下两个课本实验,请你回答实验过程中的相关问题:
(1)铝热反应实验:取磁性氧化铁粉按课本中的实验装置(如图)进行铝热反应,将反应
后所得“铁块”溶于盐酸,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。

①出现这种现象的原因,除了因“铁块”中可能混有没反应完的
磁性氧化铁外,还有一种可能原因是                        
② 若要证明反应所得“铁块”中含有金属铝,可用            (填化学式)溶液,所发生反应的离子方程式为                          
(2)化学反应速率影响因素的探究实验:
KI在经酸化的溶液中被空气氧化的反应式为:4H+ + 4I-+ O2 = 2I2 + 2H2O。该反应的速率受温度、酸度、溶剂、试剂浓度等影响,可用淀粉与碘的显色反应来观测该反应的速率。已知,淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低,高于75℃则不能显色;淀粉浓度越高显色越灵敏、颜色也越深。
实验小组拟用0.8 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1H2SO4溶液、淀粉溶液等来探究温度、酸度对上述反应速率的影响,他们做了A—C三组实验,部分实验数据如下表:

编号
温度/℃
H2SO4体积/mL
KI溶液体积/mL
H2O体积/mL
淀粉溶液
/ mL
出现蓝色时间 /s
A
39
10
5
5
1
5
B
TB
10
5
5
1
没出现蓝色
C
5
10
5
5
1
39
D
 
 
 
 
 
t
①为确保A组实验在39℃下进行,应采用的控温操作方法是              
②A—C三组实验时,都加入了5mL水,其目的是                      
③B组实验中“没出现蓝色”,原因是                                   
④请你为小组设计D组实验方案(在表格空白处填入你设计的5个数据),以帮助小组完成探究目标。
⑤按你设计的实验数据,请你预测一个t值,并写出与你预测相对应的探究实验结
             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(18分)工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备CuSO2·5H2O的主要流程如下:

(1)下列装置可用于吸收气体X的是___________(填代号)。
(2)某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜。
①装置B中的药品为_____________。  
②实验时,依次进行如下操作:组装仪器、__________________、加装药品、通入气体、_____________________、点燃酒精灯。


(3)熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO,选用提供的试剂,设计实验验证熔渣中含有FeO。写出有关实验操作、现象与结论。 
提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。
_______________________________________________________________________。
(4)向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应),混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为___________________。
(5)用滴定法测定所得产品中CuSO4·5H2O的含量,称取a g样品配成100 mL溶液,取出20.00 mL,用c mol·滴定剂EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点(滴定剂不与杂质反应),消耗滴定剂b mL。滴定反应如下:。则CuSO4·5H2O质量分数为__________。滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准溶液,则会导致测定结果偏_______。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(本题共13分)甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况。

步骤
操作
现象

向2mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液
溶液由棕黄色变为红褐色,并有少量刺激性气味的气体逸出
(1)常温下,FeCl3溶液的pH_______7(填“<”、“>”或“=”)。
(2)分析红褐色产生的原因。
① 甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,请用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因:________。
② 乙同学认为可能是发生了氧化还原反应,其中Fe3+ →Fe2+ ;请写出Fe3+ 跟SO32反应的离子方程式
______________。
乙同学查阅资料得知:
1.Fe2+与SO32反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3
2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色。
(3)甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3,设计并完成了如下实验:
步骤
操作
现象

用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液
出现“丁达尔效应”
甲同学因此得出结论:溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足,乙同学的理由是________。
(4)为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况,乙同学设计并完成了如下实验:
步骤
操作
现象

向1 mol?L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2
溶液由黄色变为红褐色

用激光笔照射步骤Ⅲ中的红褐色溶液
没有出现“丁达尔效应”
① 经检验步骤Ⅲ中红褐色溶液含有Fe2+,检验Fe2+选用的试剂是_________(填字母)。
a.K3[Fe(CN)6] 溶液         b.KSCN溶液        c.KMnO4溶液
② 请用离子方程式和必要的文字说明步骤Ⅲ中出现红褐色的原因       
(5)结论:由上述实验得知,甲、乙两同学所持观点均正确。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是                     
(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3之外还可能含有Fe2。若要确认其中的Fe2,应选用       (选填序号)。
A.KSCN溶液和氯水                B.铁粉和KSCN溶液
C.浓氨水                        D.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为       
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是                       
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的             (用化学方程式表示)。
(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于       (填序号)。
A.A之前                B.A—B间
C.B—C间               D.C—D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是                   

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知A为淡黄色固体,T、R为两种常见的用途很广的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀。推断A—W物质各是什么,回答下列问题。

(1)写出下列物质的化学式:D:             N:             
(2)A和水的反应属于下列何种反应类型         (填序号)。
A.化合反应       B.氧化还原反应     C.离子反应    D.置换反应
(3)若要确定E溶液中是否含有W物质,所选试剂为      (填序号)。
A.氯水和KSCN溶液          B.KSCN溶液
C.浓氨水                   D.酸性高锰酸钾溶液
(4)B与E混和得到H并在潮湿空气中变成M的过程中,可能观察到的现象:                                                
(5)B和R反应生成N的离子方程式:                                    
M→W的离子方程式:                                              

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。
                
(1)某校化学兴趣小组同学,取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应,现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。出现这种现象的原因,除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外,还有一个原因是                 
(2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝,可选择        (填试剂名称),所发生反应的离子方程式为               
(3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分,实验流程如图所示。

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

 
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
开始沉淀时的pH
7.5
2.8
4.2
9.6
沉淀完全时的pH
9.0
4.0
5
11
 
① 试剂A应选择       ,试剂B应选择        。(填序号)
A.稀盐酸  B.氧化铁  C.H2O2溶液  D.氨水  E.MgCO3固体
② 已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36,则反应Ⅲ后溶液中c(Fe3+)=        mol·L-1
③ 灼烧完全的标志是      
④ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是       。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,计算“铁块”的纯度,则计算结果会        (填“偏大”“偏小”或“无影响”),原因是                        

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。
⑴利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示:

①为抑制FeCl3水解,溶液X为     
②上述流程中FeCl3能被异丙醚萃取,其原因是     ;检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe3的方法是     
③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是     
④为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室称取a g样品,加硫酸酸化,用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于如图所示仪器     (填“甲”或“乙”)中。下列情况会造成实验测得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是     

a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗
b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失
c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
⑵某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液(溶质为FeCl2、CuCl2、FeCl3)出发,制备单质铜和无水FeCl3,再由FeCl3合成Fe2(C2O4)3·5H2O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl3的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、盐酸、NaOH溶液和H2O2溶液):向废液中加入足量铁粉,充分反应后过滤;     ;调节溶液pH,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl3·6H2O;     ,得到无水FeCl3

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