现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法从矿石中提
题型:不详难度:来源:
现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。 某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法从矿石中提取铜,其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进入水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 已知:①Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混 合液浸出铜;③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。 回答下列问题: (1) 矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O、 、 (任写其中2个)。 (2)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体 的化学式是 。若水层1暴露在空气中一段时间后,可以得到另一种重要的硫酸盐,写 出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式 。 (3)“循环Ⅱ”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物,如N-510、N-530等。某肟类化合物A的分 子结构中仅含n1个 —CH3、n2个 —OH 和n3个 三种基团,无环状结构,三种基团的数 目关系为n3= 。若A的相对分子质量为116,上述基团连接时碳原子跟碳原子相连, 则A的结构简式是 。 (4) 写出电解过程中阳极(惰性电极)发生反应的电极反应式: 。 (5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是 。 |
答案
(1) CuO+2H+==Cu2++H2O、Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+==2Fe2++ Cu2+ (2) FeSO4•7H2O ,4Fe2++O2+4H+==4Fe3+ +2H2O (3) n3= (n1+n2-2) CH3—C(=N-OH)—C(=N-OH)—CH3 (4) 4OH--4e-="=" O2+2H2O (5) H2SO4 |
解析
本题看似考察酸浸法从矿石中提取铜这样一个复杂的工艺流程,实际上考察了常见金属及其化合物的性质(1、2两问)、电解精炼铜(4、5两问)及对有机物结构的体认(3) 。 (1)由矿石成分知氧化铜、氧化铁与硫酸反应。 (2)因有铜单质析出,故不能存在亚铁离子,且亚铁离子的强还原性易被氧化为铁离子。 (3)—CH3、 —OH是端头基。 是分子的骨架,一个 就需多一个端头基,加上链首尾的两个端头基,共需端头基n3+2,即n3+2=n1+n2。 (4) 电解精炼铜,阳极放电离子是OH-。 (5)由电解精炼铜知生成硫酸,反萃取剂是硫酸。 |
举一反三
高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、***菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下:
试回答下列问题 (1)操作①搅拌的目的是:_______________________。 (2)操作③名称是:______________________________。 (3)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响,当高铁酸钾产率最高时,NaClO的物质的量浓度约为;_________。配制该质量浓度的溶液所需的玻璃仪器有:__________________。 (4)反应器中,NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的化学方程式: _____________________________________________________ |
A.《物质结构与性质》模块(12分) 二茂铁【(C5H5)2 Fe】是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成,它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了金属有机化合物研究的新领域,促进了金属有机化学的发展。二茂铁可以用还原铁粉与环戊二烯在氮气氛围中发生反应而制得: 2C5H6+Fe(还原铁粉)(C5H5)2 Fe+H2。 请回答下列问题: (1)写出二价铁离子的基态电子排布式: ; (2)二茂铁的熔点是173℃(在100℃时开始升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。据此可推断二茂铁晶体为 晶体,由此可进一步推知,在二茂铁结构中,C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是 ; (3)环戊二烯的结构式为:(图中数字仅代表碳原子编号),在其5个碳原子中采取sp3杂化的是 (填写编号),是环茂二烯的一种同分异构体,在其分子结构中处于同一平面上的原子个数最多有 个; (4)原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,等电子体具有相似的结构特征。与N2分子互为等电子体的二价阴离子是 (填化学式),其电子式是 。 B.《实验化学》模块(12分) (12分)某课外活动小组为了测定某氯化锶(SrCl2)样品的纯度,在教师指导下设计了如下方案: 称取1.0g样品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO32.38g的AgNO3溶液(溶液中除Cl―外,不含其它与Ag+反应生成沉淀的离子),Cl―即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,以测定氯化锶样品的纯度。请回答下列问题: (1)滴定反应达到终点的现象是: 。 (2)实施滴定的溶液以呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”)为佳,加入 (填化学式)试剂可达这一目的。 (3)在终点到达之前的滴定过程中,两种沉淀表面会吸附部分Ag+,需不断剧烈摇动锥形瓶,否则会使n (Clˉ)的测定结果 (选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 (4)到达终点后,则必须轻轻摇动锥形瓶,(此时不得剧烈摇动)以减少误差,否则这种误差会使n (Clˉ)测定值偏低,这说明两者的溶解度:AgCl AgSCN (填“>”或“<”)。 (5)若以Fe3+的溶液作指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3时,用去上述浓度的NH4SCN溶液20.0mL,则原氯化锶样品的纯度为 。 |
A、B、C、D都是中学化学常见的物质,其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系如下图所示(部分反应中的H2O已略去)。请按要求回答下列问题: (1)若D为金属单质,且D是用量最大、用途最广的金属,若加热蒸干B的溶液没有得到B的盐,则B的化学式可能为 。 (2)A常用作制冷剂,B和D为空气的主要成分,则反应(Ⅲ)的化学方程式为 。 (3)D为氯碱工业的重要产品,反应(Ⅲ)的离子方程式可以 是 。 (4)D为酸或酸性气体,则A、B、C、D可以是 (请按顺序写出合理任意一组物质的化学式即可)。 |
雷达的微波过滤器里使用铁氧磁性体,如钇铁石榴石Y3Fe5O12,其中Y是ⅢB族稀土元素。下面有关钇铁石榴石的叙述中正确的是A.可表示为3YO3·3FeO·Fe2O3 | B.可表示为Y3O5·Fe3O4·Fe2O3 | C.其中钇、铁的化合价均为+3价 | D.其中钇、铁的化合价均有+2、+3价 |
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绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵(FeSO4·(NH4 )2SO4·6H2O)是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。 图Ⅰ 图Ⅱ 请回答下列问题: (1)图Ⅰ用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________,集气瓶的作用是__________;烧杯中主要发生:①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4②4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓,则烧杯中盛放的试剂是___ ___,其作用是_______________。 (2)图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。在0~60℃的温度范围内,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小,冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作:①打开活塞____________,关闭活塞_________,从分液漏斗滴入6 mol·L-1 H2SO4到250 mL锥形瓶,充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞________,打开活塞________。③放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。 (3)在制备硫酸亚铁的过程中,理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化。设计两个实验:实验一,控制酸过量;实验二,控制铁过量;其余步骤同,制得硫酸亚铁铵,并对产品质量进行检测。检测结果如下:
序号
| 反应物用量
| 产品质量
| 1
| n(H2SO4):n(Fe)>1:1
| 介于Ⅰ级~Ⅱ级之间
| 2
| n(H2SO4):n(Fe)<1:1
| 优于Ⅰ级
| 已知产品质量标准:Fe3+的质量分数等于0.005%,产品质量定为Ⅰ级;Fe3+的质量分数等于0.01%,产品质量定为Ⅱ级,从实验结果中,可得出制备硫酸亚铁溶液时,反应控制___________过量为最佳。 |
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