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题目
题型:不详难度:来源:
工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:

已知25 ℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表:
 
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀pH
≥9.6
≥6.4
≥3.2
 
(1)加快黄铜矿焙烧速率,可采用的措施有                                            (写两种)。
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为                                                   ;
试剂X的化学式为        
(3)常温下,0.1 mol/L试剂Y的pH=11,则该温度下,试剂Y的电离常数为    ,用pH试纸测该溶液pH的方法是                         
(4)已知Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,写出该反应的平衡常数表达式:        
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                                   
答案
(1)将黄铜矿粉碎、升高温度、增大空气流速(任选两种)
(2)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3中的任一种
(3)1×10-5 取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上,用玻璃棒或胶头滴管取待测液点在pH试纸中部,待颜色变化稳定后与标准比色卡对比,读出pH
(4)K=
(5)降低G的溶解度,促进深蓝色晶体析出
解析
(1)对于固体反应物燃烧来讲,加快化学反应速率的措施有:①增大固体接触面积;②升高温度;③增大空气流速(即增大O2浓度);④利用超声波等;结合本题的情况,①②③都符合。
(2)从该题的工艺流程,再结合产物的阴离子,溶液Q应为H2SO4溶液,则溶液A中有:Fe2+、Fe3+、Cu2+和过量H2SO4,再结合所给数据,知此工艺应将Fe2+Fe3+,然后让Fe3+水解成Fe(OH)3沉淀滤去,而Cu2+则不能形成沉淀,而要保证Fe3+水解形成沉淀[由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+],则需要减小溶液酸性,所以双氧水的作用是将Fe2+氧化成为Fe3+,过量的试剂X的作用是能够促进Fe3+Fe(OH)3,即要促进Fe3+水解向右进行,那么则需要消耗H+又不能引入新的杂质,结合题中物质应该加入含铜元素又能消耗H+且不引入杂质的物质,则X为CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3
(3)由上面知溶液C主要为CuSO4溶液,则加入Y后能生成[Cu(NH3)4]SO4,则Y为氨水,NH3·H2ON+OH-,K======10-5
(4)书写时,氢氧化铜固体和水不计入表达式。
(5)深蓝色晶体的主要成分是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,加入乙醇的目的是降低其溶解度,促进晶体析出。
核心考点
试题【工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:已知25 ℃时,几】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,有3 mol FeS2参加反应,转移________ mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为________________;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是__________________________。
(3)与明矾相似,硫酸铁也可作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是____________________________
(4)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在图中虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。

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下列有关铁元素的叙述中正确的是(  )
A.通过化合反应可制得FeCl2和Fe(OH)3
B.铁是较活泼的金属,不能用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
C.不锈钢是铁的合金,只含金属元素
D.Fe3O4俗称铁红

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工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷线路板,现有一块重250g的印刷线路板投入到500mL 2mol/L FeCl3溶液,一段时间后,取出干燥后称重218g,假设溶液体积不变,则下列说法正确的是(  )
A.在反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈红色
B.反应后溶液中c(Cl-)=6mol/L
C.反应后溶液中加入铁屑不溶解
D.反应后溶液中c(Cu2+): c(Fe2+)=1:1

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柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+Na2CO3=FeCO3+Na2SO4
FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O
下表列出了相关金属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·L1计算)。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3
1.1
3.2
Al3
3.0
5.0
Fe2
5.8
8.8
 
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是________(填字母),原因是_________________________________
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是_____________________。
②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,________,得到FeSO4溶液,________,得到FeSO4·7H2O晶体。
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硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:
(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________。但该反应生成的气体污染环境。为避免环境污染,可在铜粉与稀硫酸的混合物中通入热空气,反应的总化学方程式为____________________。
(2)将铜粉置于稀硫酸中不发生反应,加入双氧水,则铜粉可逐渐溶解。写出反应的离子方程式:____________________。
(3)将适量稀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、结晶可得到硫酸铜晶体。为了节约原料,H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为________________。
(4)用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图甲所示。图乙是电解过程中产生气体的总体积V与转移电子的物质的量n(e)的关系图。

电解过程中,a电极的现象是______________;b电极的电极反应式为____________________。
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