以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:已知:① 4CuFeS2+2
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以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:
已知:① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O ②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表
沉淀物
| Cu(OH)2
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| 开始沉淀pH
| 4.7
| 2.7
| 7.6
| 完全沉淀pH
| 6.7
| 3.7
| 9.6
| (1)试剂a是__________,试剂b是__________。 (2)操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。 (3)反应Ⅱ中加CuO调pH为__________,目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀。 (4)反应Ⅴ的离子方程式为:__________________________________________。 |
答案
(1)Fe(或铁) 稀硫酸 (2)冷却结晶 过滤(洗涤干燥) (3)3.7~4.7 (4)Fe+2Fe3+=3Fe2+ |
解析
以黄铜矿为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾的主要流程如下:反应Ⅰ是将CuFeS2转化为CuSO4和Fe2(SO4)3,并过滤除去SiO2。反应Ⅱ是通过水解反应分离CuSO4和Fe2(SO4)3,根据表中给出的数据可知,Fe3+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是2.7~3.7,Cu2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4.7~6.7,要想将溶液中的Fe3+完全沉淀且Cu2+不能沉淀,需要调节溶液的pH为3.7~4.7;为了不引入新杂质,可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH至3.7~4.7,此时Fe3+完全沉淀;最后过滤,即可得到纯净的CuSO4溶液和Fe(OH)3沉淀。由实验目的知,反应Ⅲ是将CuSO4转化为Cu,所以加入的试剂a是过量的Fe,反应后过滤得到FeSO4溶液和Fe、Cu混合物。反应Ⅳ是从Fe、Cu混合物中得到Cu,所以加入的试剂b是稀硫酸。反应Ⅴ是将Fe2(SO4)3转化为FeSO4溶液,发生反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+。操作X是从FeSO4溶液中得到绿矾,操作方法为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 |
举一反三
Fe(OH)2很不稳定,露置在空气中容易被氧化,发生反应的方程式为: 为了获得白色的Fe(OH)2沉淀,可以用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用FeSO4晶体配制上述FeSO4溶液时我觉得还需加入 来防止Fe2+被氧化。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 (3)检验Fe3+的最佳试剂是 ,简述其检验方法: 。 |
有一铁粉和氧化铜的混合物6.96g,进行如下实验:
根据实验所得数据,关于混合物相关说法正确的是( )A.生成气体质量为0.2g | B.原混合物中铁的质量分数无法计算 | C.实验中反应的H2SO4质量为10.78g | D.原混合物中铜元素的质量不一定为0.64g |
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下图所示的是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图,有些反应中的部分物质和反应条件被略去。化合物A是家庭生活中常用的一种调味品,反应①称之为“氯碱工业”。D是黄绿色气体,H的水溶液具有漂白、杀菌性,J为红褐色沉淀。
(1)H的化学式为 。 (2)写出I与Fe反应生成G的离子方程式为 。 (3)反应①的化学方程式为 。 (4)反应②的离子方程式为 。 |
向Fe2(SO4)3、CuCl2混和溶液中投入足量的铁粉充分反应后,得到的固体经过滤、干燥、称重,若所得固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则原溶液中c(SO42-)与c(Cl-)之比为: |
某学习小组拟通过实验探究绿矾(FeSO4·7H2O)热分解的产物。 【实验前准备】 (1)理论分析 小组成员从理论上分析,认为下列分解产物不可能的是 。 a.Fe2O3、SO3、H2O b.Fe2O3、SO2、SO3、H2O c.FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O (2)查阅资料 常压下SO3熔点16.8℃,沸点44.6℃ 【实验探究】 针对以上可能的组合猜想,该学习小组设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(3)实验过程 ①仪器连接后,检查装置A与B气密性的操作为 。 ②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热 双通管。 ③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色。 ④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取 少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色。 ⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊。 ( 4)实验结果分析 结论1:B中收集到的液体是 。 结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有 。 结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3。 【实验反思】 (5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足: 。 (6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中, 选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是 。 a.氯水和KSCN溶液 b.酸性KMnO4溶液 c. H2O2 d. NaOH溶液 |
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