某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)制备纯净的CuSO4·5H2O。工艺流程如下
(部分操作和条件略):
I.取工业硫酸铜固体,用稀硫酸溶解,过滤。
II.向滤液中滴加H2O2溶液,稍加热。
III.向II的溶液中加入CuO粉末至pH=4。
IV.加热煮沸,过滤,滤液用稀硫酸酸化至pH=1。
V.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得晶体。
已知部分阳离子生成氢氧化物的pH、Ksp(25℃)如下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe (OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀时pH | 2.7 | 7.6 | 4.7 |
完全沉淀时pH | 3.7 | 9.6 | 6.7 |
Ksp | 4.0×10–38 | 8.0×10–16 | 2.2×10–20 |
(1)2Fe2+ +H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2分) (2)在调节pH=4时,只将Fe3+转化为沉淀除去,而不会使Cu2+转化为沉淀。(表述合理即可得分) (2分)
(3)若有蓝色沉淀生成,说明Fe2+没有完全转化;若没有蓝色沉淀生成,说明Fe2+已经完全转化。(只答出其中一种情况,表述正确得满分。) (1分)
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ CuO+2H+=Cu2++ H2O (或只书写第二个反应也可得分)
或2Fe3++3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+ (2分)
c(Fe3+)==4.0×10–8 mol·L–1<1.0×10–5 mol·L–1,故Fe3+沉淀完全 (2分)
(5)用稀硫酸酸化至pH=1,可以抑制Cu2+在加热过程中水解,以获得纯净的硫酸铜晶体。(表述合理即可得分) (1分)
解析试题分析:(1)由于溶液中含有亚铁离子,需要将其氧化为铁离子除去。双氧水具有氧化性,因此向滤液中滴加H2O2溶液,稍加热的目的是除去亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2+ +H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(2)由于亚铁离子沉淀时的pH值大于铜离子沉淀时的pH值,而铁离子完全沉淀时的pH值是3.7,所以II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是在调节pH=4时,只将Fe3+转化为沉淀除去,而不会使Cu2+转化为沉淀。
(3)由于铁氰化钾与亚铁离子结合产生蓝色沉淀,据此可以检验亚铁离子。即若有蓝色沉淀生成,说明Fe2+没有完全转化;若没有蓝色沉淀生成,说明Fe2+已经完全转化。
(4)氧化铜能消耗氢离子,降低溶液的酸性,从而产生氢氧化铁沉淀,因此反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ CuO+2H+=Cu2++ H2O;氢氧化铁的溶度积常数是4.0×10–38,则当溶液中OH-等于10-10mol/L时,则此时溶液中c(Fe3+)==4.0×10-8 mol·L-1<1×10-5 mol·L-1,故Fe3+沉淀完全。
(5)由于铜离子水解,溶液显酸性,所以用稀硫酸酸化至pH=1,可以抑制Cu2+在加热过程中水解,以获得纯净的硫酸铜晶体。
考点:考查硫酸铜晶体制备、氧化还原反应、亚铁离子检验、盐类水解以及溶度积常数的有关计算
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Pb(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.0 | 8.3 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 8.8 | 9.8 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。
已知H2A在水中存在以下平衡:H2A=H++HA-,HA-H++A2-。
(1)常温下NaHA溶液的pH________(填序号,下同),原因是_____________。
A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.无法确定
(2)某温度下,若向0.1 mol·L-1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L-1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是________。
A.c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(K+)
D.c(Na+)+c(K+)=0.05 mol·L-1
(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)??Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH>0。若要使该溶液中Ca2+浓度变小,可采取的措施有________。
A.升高温度 B.降低温度
C.加入NH4Cl晶体 D.加入Na2A固体
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验 编号 | HA物质的量 浓度/(mol·L-1) | NaOH物质的量 浓度/(mol·L-1) | 混合后溶 液的pH |
甲 | 0.1 | 0.1 | pH=a |
乙 | 0.12 | 0.1 | pH=7 |
丙 | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
丁 | 0.1 | 0.1 | pH=10 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某学生欲用已知物质的量浓度的醋酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择适当的指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准醋酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,从下列选项中选出最恰当的一项________。
| 锥形瓶中溶液 | 滴定管中溶液 | 选用指示剂 | 选用滴定管 |
A | 碱 | 酸 | 石蕊 | (乙) |
B | 酸 | 碱 | 甲基橙 | (甲) |
C | 碱 | 酸 | 酚酞 | (甲) |
D | 酸 | 碱 | 石蕊 | (乙) |
| 待测氢氧化钠 | 0.100mol/L醋酸的体积 | |
滴定次数 | 溶液的体积(ml) | 滴定前的刻度(ml) | 滴定后的刻度(ml) |
第一次 | 25.00 | 0.00 | 24.98 |
第二次 | 25.00 | 1.56 | 27.86 |
第三次 | 25.00 | 0.22 | 25.24 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-H++A2-。回答以下问题:
(1)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡:
CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH > 0。
①温度升高时,Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。
②滴加少量浓盐酸,c (Ca2+)________,原因是____ ______________(用文字和离子方程式说明)。
(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式______________________。若某CuSO4溶液中c (Cu2+)=0.02 mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于________(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。
(3)常温下,向某纯碱溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,则该溶液呈________性。在分析该溶液遇酚酞呈红色的原因时,甲同学认为是配制溶液时所用的纯碱样品中混有NaOH所致;乙同学认为是溶液中电离出的CO32-水解所致,请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法进行评判(包括简要操作、现象和结论)_________________ ___________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(8分)最近雾霾天气又开始肆虐我国大部分地区。其中SO2是造成空气污染的主要原因,利用钠碱循环法可除去SO2。
(1)钠碱循环法中,吸收液为Na2SO3溶液,该吸收反应的离子方程式是
(2)已知H2SO3的电离常数为 K1=1.54×10-2 , K2=1.02×10-7, H2CO3的电离常数为 K1=4.30×10-7, K2= 5.60×10-11,则下列微粒可以共存的是_____________。
A.CO32- HSO3- B.HCO3- HSO3-
C.SO32- HCO3- D.H2SO3 HCO3-
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO3²﹣):n(HSO3﹣)变化关系如下表:
n(SO3²﹣):n(HSO3﹣) | 91 :9 | 1 :1 | 1 :91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=___________mol·L-1。25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体,对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量。已知如表数据。
化学式 | 电离平衡常数(25℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
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