不同金属离子在溶液中完全沉淀时,溶液的pH不同。氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质,为制得纯净氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,然后按下面所示的
题型:不详难度:来源:
不同金属离子在溶液中完全沉淀时,溶液的pH不同。
氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质,为制得纯净氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,然后按下面所示的操作步骤进行提纯。
(1)下列氧化剂中适合作氧化剂X的是 (填序号);A.NaClO | B.H2O2 | C.KMnO4 | D.Cl2 | (2)物质Y的化学式是 、 ;(任写两种) (3)写出从(2)题任选一个物质Y参与反应生成沉淀Z离子方程式: 。 (4)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体? (填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作? 。 (5)氢氧化铜常温下其Ksp=c(Cu2+)· c2(OH-)=2×10-20mol2·L-2。某硫酸铜溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH使之大于 。 |
答案
(1)B、D;(2)CuO或Cu(OH)2或CuCO3;(3)2Fe3++6H2O+3CuO=2Fe(OH)3↓+3Cu2+; (4)不能,将CuCl2溶液放在无水氯化氢气流中加热。(5)5 |
解析
试题分析:(1)在氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质,为制得纯净氯化铜晶体应该把杂质除去。但是Fe2+形成沉淀的pH与Cu2+形成沉淀的pH很相近,不容易除去。若加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+就很容易除去了。在选择氧化剂时不要引入新的杂质离子。所以应该选择绿色氧化剂B.H2O2或D.Cl2.(2)加入物质Y用以调节溶液的pH值,而且不引入杂质。可以加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3等。(3)假设以CuO为例,反应的两种方程式为2Fe3++6H2O+3CuO=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;(4) CuCl2是容易挥发的强酸与弱碱发生反应得到的盐,若直接加热蒸发溶液,水解产生的HCl会随着水分的蒸发而溢出,最后得到的为Cu(OH)2,所以最后不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体。为防止其水解导致变质,应该将溶液放在无水氯化氢气流中加热就可以CuCl2·2H2O晶体。(5)由于氢氧化铜常温下其Ksp=c(Cu2+)· c2(OH-)=2×10-20mol2·L-2。若c(Cu2+)=0.02mol/L,则c(H+)=Kw÷c(OH-)=10-14÷10-9=10-5;所以pH=5。 |
举一反三
在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入某X物质,发现铜粉逐渐溶解,问神秘的X不可能是( ) |
往2支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中,逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是A.前者基本没有改变、后者变棕黄色 | B.前者变棕黄色、后者也变棕黄色 | C.前者变棕黄色、后者基本没有改变 | D.前者、后者都基本没有改变 |
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强酸X的转化关系如图:图中单质可能为( ) |
铁屑可用于地下水脱氮,其实验室研究步骤如下: Ⅰ、将铁屑浸泡在0.5 mol/L盐酸中进行预处理。 Ⅱ、30 min后,用去离子水反复冲洗,至冲洗后液体的pH为中性。在N2保护下烘干备用。 Ⅲ、在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。 Ⅳ、将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。 请回答: (1)盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是 。 (2)烘干时需要在N2保护下进行的原因是 。 (3)将步骤Ⅱ中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧,最终得到的固体是 。 (4)将酸性条件下,铁与NO3-反应的离子方程式补充完整:
(5)已知活性炭能吸附NH4+ 、OH-。步骤Ⅳ中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中,可以提高脱氮的效果,其原因是 。 (6)研究表明溶液pH会影响铁屑脱氮的效果,反应体系的pH分别控制在4 和8. 5 时,NO3-的去除率分别为90% 和15%。正常地下水中含有CO32-,会影响脱氮的效果,用化学用语和文字简述其原因 。 |
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 ,写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式 ; (2)生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是 (部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)
沉淀物
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| Mg(OH)2
| 开始沉淀
| 2.7
| 3.8
| 7.5
| 9.4
| 完全沉淀
| 3.2
| 5.2
| 9.7
| 12.4
| (3)滤渣A的主要成分为 ,滤液B可以回收的物质有____________; (4)简述洗涤过程的实验操作 ; (5)已知硫酸渣质量为w kg,假设铁红制备过程中,铁元素损耗25%,最终得到铁红的质量为m kg,则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 (用最简分数表达式表示)。 |
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