工业上用某矿渣(主要成分为Cu2O,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
(固体混合物B经处理后可回收铜)
已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
(1)实验操作Ⅰ的名称为_________;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐材质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有_________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为_______(填离子符号),生成该离子的离子方程式为_____________________。
检验滤液A中存在该离子的试剂为 (填试剂名称)。
(3)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH=_______。
(4) ①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是________(填代号)。
a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤:称取一定质量的样品→_____________________ _______→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)
(1)过滤 坩埚
(2)Fe2+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 硫氰化钾溶液和新制氯水(写化学式不给分)
(3)11 (4)①bc ②将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与足量稀硫酸充分反应
解析试题分析:矿渣中的Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应,分别生成AlCl3、FeCl3,Cu2O与盐酸反应生成Cu和Cu2+,溶液中的Fe3+与Cu反应:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,SiO2不与盐酸反应,通过过滤把Cu、SiO2与溶液分离,所以固体混合物B经处理后可回收铜,滤液A中含有Cu2+、Fe2+、Al3+,加入足量的NaOH溶液,滤液C中含有AlO2–,金属E为Al,固体D为Cu(OH)2和Fe(OH)3的混合物,在空气中灼烧,F为CuO和Fe2O3的混合物,粗铜为Cu、Al和Fe的混合物,经过电解精炼可得纯铜。
(1)分离固体与液体的混合物采用过滤的方法,灼烧固体应放在坩埚中。
(2)由以上分析知,滤液A中铁元素的存在形式为Fe2+,生成该离子的离子方程式为2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,检验Fe2+的试剂为硫氰化钾溶液和新制氯水。
(3)设pH=a,NaAlO2溶液显碱性是由AlO2–水解所致,所以水电离出的氢氧根离子浓度为,NaOH抑制水的电离,水电离出的OH–浓度为10–amol·L–1,,则2a–14 =8,a=11。
(4)①电解过程中,电能除转化为化学能外,还有部分转化为热能,a项错误;电解精炼时粗铜应为阳极,与电源的正极相连,发生氧化反应,b项正确;电解时,粗铜中的铁、铝也放电,而阴极只有Cu2+得电子,所以溶液中的Cu2+浓度略有降低,c正确;根据电极反应Cu2+ + 2e– = Cu可知,阴极析出铜的物质的量是转移电子物质的量的二分之一,错误。②粗铜为Cu、Al和Fe的混合物,浓硫酸稀释后,稀硫酸可与混合物中的Al和Fe反应,而铜不反应,通过反应前后固体的质量差可测定铜的质量分数。
考点:考查实验设计、实验原理分析、离子检验、离子方程式的书写、pH计算等内容,考查信息处理能力 和综合分析能力。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源,实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素,实验过程如下:
(1)碱浸泡过程中,铝被溶解的离子方程式为__________________________
(2)滤液A中加入草酸铵溶液,使Co元素以CoC2O4·2H2O沉淀形式析出。草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。在空气中CoC2O4·2H2O的热分解失重数据见下表,请补充完整表中的热分解方程式。
序号 | 温度范围/℃ | 热分解方程式 | 固体失重率 |
① | 120~220 | | 19.67% |
② | 280~310 | | 56.10% |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
(1)步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 。
(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-;另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入 (填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有 。
(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为 。
(5)从母液中可回收的主要物质是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有铁、镁等离子),制备BaCl2 ? 2H2O,工艺流程如下:
已知: ① 常温下Fe3+、Mg2+ 完全沉淀的pH分别是3.4、12.4;
② BaCO3的相对分子质量是197; BaCl2 ? 2H2O的相对分子质量是244;
(1)SiCl4发生水解反应的化学方程式__________________________________
(2)高温下,SiCl4 (g) 用H2还原可制取纯度很高的硅,当反应中有1mol电子转移时吸收
59 kJ热量,则该反应的热化学方程式为__________________________________
(3)加钡矿粉调节pH=7的作用是:
①使BaCO3转化为BaCl2 ②_______________________________
(4)生成滤渣A的离子方程式________________________________________
(5)BaCl2滤液经__________、_________、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2 ? 2H2O
(6)10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2 ? 2H2O___________吨。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有、、、等]。某主要生产、、的化工厂利用钡泥制取,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中,与的反应化学方程式为 。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,
原因是 、 。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为 (填化学式);中和Ⅰ使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物。铬铁矿的主要成分可表示为FeO?Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程
如下图所示:
已知:①K2Cr2O7有强氧化性
②NaFeO2遇水强烈水解
③Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+
请回答:
(1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。
(2)滤液1的成分除NaOH、Na2CrO4外,还含有(填化学式) ;
生成滤渣1中红褐色物质的反应离子方程式是 。
(3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应加入的试剂是 。
(4)向Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体,发生复分解反应而制得K2Cr2O7。生成K2Cr2O7晶体的过程是:加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是: ;
洗涤时应选用 (选填字母)。
A.蒸馏水 | B.酒精 | C.稀硫酸 | D.饱和K2SO4溶液 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某混合金属粉末,除Mg外还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。
所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
该小组探究过程如下:
●查阅资料:
①镁、铝、锌都是银白色的金属 ②锌(Zn)可以与NaOH溶液反应生成H2 ③Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱及NH3·H2O ④Zn2+易形成络合物如[Zn(NH3)4]2+,该络合物遇强酸分解生成Zn2+、NH4+ |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
某工厂废液中含有苯酚、乙酸苯酚酌,实验小组对该废液进行探究,设计如下方案:
己知熔点:乙酸16.6℃、苯酚43℃。沸点:乙酸118℃、苯酚182℃。
(1)写出②的反应化学方程式 。
(2)②中分离B的操作名称是 。
(3)现对物质C的性质进行实验探究,请你帮助实验小组按要求完成实验过程记录,在答题卡上填写出实验操作、预期现象和现象解释。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、2moL·L-1 NaOH、0.1 mol?L-1 KSCN、酸性KMnO4溶液、FeCl3溶液、饱和浪水、紫色石蕊试液。
实验操作 | 预期现象 | 现象解释 |
步骤1:取少量C放入a试管,加入少量蒸馏水,振荡。 | | |
步骤:取少量C的稀溶液分装b、c两支试管,往b试管 | 产生白色沉淀 | |
步骤3:往c试管 | | C与加入的试剂发生显色反应。 |
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