题目
题型:不详难度:来源:
某学习小组利用某工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)来研究相关物质的制备。设计方案如图所示:
已知:Ksp[Cu(OH)2]=6.0×10-20 ,Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14 ,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
(1) 废弃固体在空气中灼烧发生反应(有2种元素被氧化)的化学方程式为______。
(2) 溶液C通过_______、_________、过滤等操作得到Fe2(SO4)3晶体。
(3) 常温下,铜粉、O2和稀硫酸三者在一起生成硫酸铜反应极慢。当往其中加入溶液D后,随即生成硫酸铜。这一过程中反应的化学方程式依次为4FeSO4 + O2 + 2H2SO4=2Fe2(SO4)3 + 2H2O和 。溶液D在这一过程中所起的作用是_______。
(4) 操作⑧的目的是制取较纯的硫酸铜溶液。溶液E中加入试剂Y以调节pH使得铁元素全部形成沉淀(含铁元素的离子浓度小于10-5 mol·L-1)。试剂Y可以是 ,溶液的pH至少调节为________。
答案
(3)Fe2(SO4)3 + Cu = CuSO4 + 2FeSO4;催化剂 (4)CuO(或Cu(OH)2、CuCO3等);3
解析
试题分析:(1) 在废弃固体中Fe2O3已经是最高价氧化物,不能再发生反应,而Cu2S在空气中灼烧会发生反应产生SO2和CuO。反应的化学方程式为Cu2S + 2O22CuO + SO2 。(2)把灼烧后的固体加入到硫酸中,会发生反应得到Fe2(SO4)3和CuSO4。再加入过量的Fe粉,发生反应:Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;CuSO4+Fe= Cu+FeSO4。过滤得到的滤液中含有FeSO4。然后加入过量的H2O2,发生反应得到溶液C:Fe2(SO4)3。溶液C通过蒸发浓缩;冷却结晶、过滤等操作得到Fe2(SO4)3晶体。(3) 常温下,铜粉、O2和稀硫酸三者在一起生成硫酸铜反应极慢。当往其中加入溶液D后,随即生成硫酸铜。这一过程中反应的化学方程式依次为4FeSO4 + O2 + 2H2SO4=2Fe2(SO4)3 + 2H2O和Fe2(SO4)3+Cu = CuSO4+2FeSO4。可见溶液D在这一过程中参加反应,但是最后又变为原来的物质。说明溶液D所起的作用是催化剂。(4) 操作⑧的目的是制取较纯的硫酸铜溶液。溶液E中含有CuSO4和FeSO4。加入试剂Y以调节pH使得铁元素全部形成沉淀(含铁元素的离子浓度小于10-5 mol·L-1)。试剂Y可以是 CuO或Cu(OH)2、CuCO3,因为c(Fe3+)·c3(OH-)≥1.0×10-38; c(Fe3+)=10-5 mol/L,所以c3(OH-)≥1.0×10-33. c(OH-)≥1.0×10-11 mol/L;c(H+)≤.0×10-3 mol/L。溶液的pH至少调节为3。
核心考点
试题【(15分)某学习小组利用某工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)来研究相关物质的制备。设计方案如图所示:已知:Ksp[Cu(OH)2]=6.0×10-2】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38
回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 :
(2)过程I 加入铁屑的主要作用是 ,分离得到固体的主要成分是 ,从固体中分离出铜需采用的方法是 ;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为 ;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。(列式计算)
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后, 需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32- +I2=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11 时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
| 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1. 1 | 3. 2 |
Fe2+ | 5. 8 | 8. 8 |
Zn2+ | 5. 9 | 8. 9 |
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:
(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。
末,D为能使品红溶液褪色的无色气体。
请回答:
(1)F的电子式为_________。
(2)若测得生成C和D的质量比为5:8,则A的化学式为______________。
(3)将D通入H溶液中发生反应的离子方程式为_____________。
(4)物质的量浓度均为0.lmol/L的G和H的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序
为____________。
(5)有人用电解某饱和溶液的方法同时制备G的浓溶液和浓氢氧化钠溶液,如图所
示。则:
①a端为电源的_________(填“正极”或“负极”)。
②N口收集的物质为__________(填化学式,下同。);
Q口收集的为_________浓溶液。
③某物质的饱和溶液最好选用___________(填试剂名称)。
④阳极的电极反应式为____________。
(6)检验H中金属阳离子的方法___________。
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