(16分)胆矾是一种重要工业用盐,如电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。农业上作为***菌剂。某研究小组拟用废旧铜
题型:不详难度:来源:
(16分)胆矾是一种重要工业用盐,如电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。农业上作为***菌剂。某研究小组拟用废旧铜器(主要杂质为含铁的化合物)来制备胆矾。设计流程如下:
pH值控制可参考下列数据
物质
| 开始沉淀时的pH值
| 完全沉淀时的pH值
| 氢氧化铁
| 2.7
| 3.7
| 氢氧化亚铁
| 7.6
| 9.6
| 氢氧化铜
| 5.2
| 6.4
| 请根据上述流程回答下列问题: (1)试剂A可选用_____(填字母)。 a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.浓FeCl3溶液 d.浓HNO3 (2)第②步加入H2O2溶液发生的反应的离子方程式为:_____________________________。 (3)第③步中所加试剂B为________(填化学式)。调节溶液的pH合适的范围是__________。 (4)操作⑤通常加H2SO4调节pH=1是为了:______________________________________。 (5)本流程中多次用到过滤操作,该操作主要用到的玻璃仪器为: _______________,操作⑥的主要步骤为: 、 。 (6)某同学认为上述流程中所加的试剂A并不理想,需作改进,其理由是______________ __________________________________________________________。请你帮助提出一条改进方案____________ 。 |
答案
(1)b; (2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2分) (3)CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等合理答案。(1分) PH:3.7—5.2(2分) (4)抑制Cu2+水解 (5)漏斗、烧杯、玻璃棒等;(2分) 蒸发浓缩,冷却洁净(各1分) (6)产生污染环境的二氧化硫,硫酸利用率低;(2分)加热,并在稀硫酸中通入氧气。(2分) |
解析
本题来源于真实的化工工艺,废旧电器的综合得用。以废旧铜器为原料,制备重要工业用盐胆矾为主线,综合考查元素化合物的性质、离子反应、沉淀的生成和溶解、过滤、溶液酸碱性(pH)的应用、盐类水解、重结晶等基础知识;考查学生调控化学实验条件的能力、观察和分析图表的能力。 从流程来看①是加入浓硫酸,将铜溶解为铜离子,同时铁的化合物以二价或三价进入溶液。第②步加入H2O2溶液,将二价铁氧化为三价铁,第③步再加入CuO调pH到3.7~5.2之间,过滤除去氢氧化铁(滤渣),铜离子留在溶液。为了防止铜离子在加热浓缩时水解,加入硫酸控制酸度,抑制水解。当溶液浓缩到一定程度,冷却即可结晶出胆矾,过滤即得产品。第(6)小题要求较高,主要是考查考生对简单实验设计的评价或改进的能力。从绿色化学理念来看,加入浓硫酸与铜反应会产生污染环境的二氧化硫,硫酸利用率也较低;可考虑在加热的条件下,加入稀硫酸,同时通入氧气。上述问题得以解决。本小问回答有一定的开放性,给不同水平的考生以施展能力的空间。 |
举一反三
某课外研究小组,用含有较多杂质的铜(主要杂质为Fe),通过下列化学反应制取胆矾。请回答相关问题:
pH控制可参考下列数据:
物 质
| 开始沉淀时的pH
| 完全沉淀时的pH
| 氢氧化铁
| 2.7
| 3.7
| 氢氧化亚铁
| 7.6
| 9.6
| 氢氧化铜
| 5.2
| 6.4
| (1)试剂A可以选用 (填字母) a. H2O2 b.氯水 c.酸性高锰酸钾 (2)Cu(OH)2的作用是 ,还可以用 (填一种试剂)代替; (3)操作2包含3个基本实验操作,依次为 、 和过滤; (4)某兴趣小组在对实验得到的胆矾进行结晶水实验的测定,小组成员经过讨论,采用以下方案:先对一定质量的胆矾灼烧失水,将加热后的固体放在干燥器中冷却,再测定出剩余固体的质量,然后根据固体质量变化计算水的质量,从而求算胆矾中的结晶水。 ①加热所用到的仪器除了酒精灯、三角架之外还有 。 ②如果实验过程中测得的结晶水含量偏高,可能的原因有 (写出一种可能,忽律操作引起的误差) |
(15分)云南省曲靖的铬渣污染经媒体报道后,铬污染再次引起人们的关注。利用化学原理可以对工厂排放的含铬废水、铬渣等进行有效处理。 I.含铬废水的处理:某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr2O72-,某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到金属铬,设计了如下的工艺流程。
(1)加酸调节到pH=6,则用pH试纸测定溶液pH的操作是: 。 (2)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式k= ,若继续加水稀释,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。 (3)请写出通入SO2时发生的离子反应: 。 (4)写出加入铝粒时发生反应的化学方程式 ,该反应是焓 (填“增加”或“减少”)反应。 II.铬渣的处理 铬渣烧结炼铁法:铬渣中约含有55%的氧化钙和氧化镁,此外还含有15%左右的氧化铁,这些都是炼铁所需的成份。少量的铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合,经烧结后送入高炉冶炼,六价铬还原为三价铬或金属铬,金属铬熔入铁水,而其它成分熔入熔渣。炼铁可使铬渣彻底解毒并充分利用,是铬渣治理的良好方法之一。 碱性溶液还原法:直接在碱性铬渣中加入硫化钠等进行六价铬的还原反应,形成Cr(OH)3沉淀后,过滤回收铬污泥。 (5)铬渣烧结炼铁法中煤粉的作用是 。(写两点) (6)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:□Cr2O72-+□S2—+□H2O=□Cr(OH)3+□S2O32—+□OH— |
在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是 ( )A.在含有NaHCO3的溶液中:K+、SO42-、Cl-、H+ | B.加入铝粉后产生氢气的溶液中: NH4 +、 Na+、 NO3-、SO42- | C.c(H+)=11-12 mol·L-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br- | D.在pH=1的溶液中:NH4+、K+、ClO-、Cl- |
|
下列反应所得溶液中一定只含一种溶质的是( )A.向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液 | B.向NaOH溶液中通入CO2气体 | C.向MgSO4、H2SO4的混合溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液 | D.向NaHCO3溶液中加入CaC2固体 |
|
下列离子能在溶液中大量共存的是A.Na+、NH4+、CO32-、Br- | B.Fe2+、H+、ClO-、Cl- | C.Al3+、Ca2+、HCO3-、SO42- | D.Fe3+、Cu2+、NO3-、OH- |
|
最新试题
热门考点