氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下
题型:不详难度:来源:
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下:
金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。
【已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题: (1)酸浸时发生反应的离子方程式是________;析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。 (2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。 (3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。 (4)产品滤出时所得滤液的主要分成是________,若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,还需要知道的是__________________。 (5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:______________________。为提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。 |
答案
(1)Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O 3 (2)2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+ (3)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化 (4)Na2SO4和FeSO4 不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度 (5)2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4 OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右移动,提高CuCl的产率。但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降低了CuCl的产率 |
解析
(1)酸浸后可得到高浓度的硫酸铜溶液,所以发生的反应为Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;由图像知当pH=3时CuCl的产率最高。(4)反应中加入了Na+,反应后生成了Fe2+,所以滤液成分为Na2SO4和FeSO4。(5)将铁粉换成Na2SO3,则为+4价S还原Cu2+。 点拨:本题考查化学与技术,考查考生对化学与技术的掌握情况。难度中等。 |
举一反三
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中做辅助剂,在化学工业和制药工业中也可做氧化剂,应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3,还含有少量的Al2O3)通过以下过程来制取。
回答下列问题: (1)步骤Ⅰ中反应化学方程式为4FeO2·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g)=8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g)。 ①在实验室,步骤Ⅰ应在________(填“陶瓷”或“铁”)坩埚中完成。 ②在常温下该反应速率极慢,下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母)。 A.将原料粉碎 B.增加纯碱的用量 C.升高温度 (2)步骤Ⅱ中NaOH的作用是________________________(用化学反应方程式表示)。 (3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________;反应完成的标志是________。 (4)利用下面的复分解反应,将红矾钠与KCl固体按12物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl(已知:温度对氯化钠的溶解度影响很小,对重铬酸钾的溶解度影响较大) 基本实验步骤为①溶解;②________;③________;④冷却,结晶,再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在________(填“高温”或“低温”)条件下进行。 |
下列实验操作与预期目的或所得结论一致的是( )
选项
| 实验操作
| 实验目的或结论
| A
| 向某钠盐溶液中加入过量盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体
| 该溶液为Na2CO3溶液
| B
| 在有镀层的铁片上,用刀刻一槽,在槽上滴入少量0.1 mol/L盐酸,一段时间后滴入KSCN溶液,无红色出现
| 一定是镀锡的马口铁片
| C
| 配制SnCl2溶液时,先将SnCl2溶于适量浓盐酸,再用蒸馏水稀释,最后在试剂瓶中加入少量的锡粒
| 抵制Sn2+水解,并防止Sn2+被氧化为Sn4+
| D
| 向等浓度的NaCl和KI的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,溶液中先产生黄色沉淀,后产生白色沉淀
| Ksp(AgCl)< Ksp(AgI)
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某研究性学习小组的同学通过课外学习了解到:某品牌牙膏中含有摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、黏合剂、香料、甜味剂等成分,其中的摩擦剂除了含CaCO3外,可能还含有Al(OH)3、SiO2中的一种或两种。为探究该品牌牙膏中摩擦剂的成分,该小组的同学进行了如下实验(牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生):
请回答下列问题: (1)操作Ⅰ中涉及的玻璃仪器有烧杯、________、________。 (2)写出下列操作过程涉及的离子方程式: 操作Ⅲ:______________________________, 操作Ⅳ:______________________________。 (3)该摩擦剂中除CaCO3外,肯定含有__________________。 (4)为进一步探究摩擦剂中碳酸钙的含量,该小组同学利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验。
请回答下列问题: ①实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可充分混合装置乙和丙中的反应物外,还有________的作用; ②丙中主要反应的化学方程式是________________; ③实验中准确称取4.00 g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3的平均质量为1.97 g,计算样品中碳酸钙的质量分数(要求有计算过程):__________________________; ④有同学认为只要测定装置丙在吸收CO2前后的质量差,不必测定装置丙中生成的BaCO3质量,一样可以确定碳酸钙的质量分数。你认为该方案是否可行?________,简述理由:________。 |
氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下:
提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题: (1)反应②中除掉的杂质离子是________,发生反应的离子方程式为________;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是________。 (2)反应③的反应类型为________,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有________。 (3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。 (4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于________。 |
菠菜营养丰富,长期以来民间流传着“菠菜不能与豆腐同食”的说法。某学校化学兴趣小组的同学拟通过实验探究:菠菜是否含有草酸类物质?草酸又有哪些性质?通过上网查询,获得以下资料:草酸又名乙二酸,其酸性比乙酸稍强,草酸及其盐具有较强的还原性,草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的熔点为100.1℃,在175℃时受热分解,草酸钙是难溶于水的白色固体。 他们设计的实验步骤如下: 1.将菠菜在少量开水中煮沸2~3 min,冷却后滤去菠菜,得滤液(含有少量CO32—杂质)。向滤液中加入足量Ca(OH)2溶液,然后再加入足量CH3COOH溶液,观察现象。 2.用草酸晶体(H2C2O4·2H2O)做以下实验:
请回答以下问题: (1)步骤1中加入CH3COOH溶液的作用:___________________ (2)A处应选择________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),在做实验之前,应先____________________。 (3)实验2过程中观察到C、E装置中的溶液均变浑浊,且D装置中黑色粉末变为红色,写出A中草酸晶体(H2C2O4·2H2O)发生反应的化学方程式:______________,装置B的作用是___________________。 (4)为使实验结论更加严密和安全,在以上所连接的装置C、D间还需依次添加装有________、________、________(液体试剂)的洗气瓶,此外指出上述装置中的不足之处还有________。 |
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