實(shí)驗(yàn)小組以某銅渣(主要成分Cu、Cu2S,含少量Mn和Ag)為原料先制備硫酸銅,再由硫酸銅制備堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]。實(shí)驗(yàn)包括如下過(guò)程?!疽阎狵sp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5】
(1)浸取。將一定量的銅渣粉碎后加入到如圖-1所示的三頸燒瓶中,再通過(guò)分液漏斗分批滴入稀硝酸和稀硫酸混合溶液,滴加液體的間隔利用二連球鼓入O2,銅渣充分反應(yīng)后,向溶液中加入少量NaCl,過(guò)濾。
①已知浸取時(shí)無(wú)S和SO2生成,寫出浸取時(shí)Cu2S所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:3Cu2S+16H++10NO3- △ 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O3Cu2S+16H++10NO3- △ 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O。
②滴加液體的間隔向三頸燒瓶?jī)?nèi)鼓入O2的目的是 使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率。
③當(dāng)觀察到 裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色,可以停止鼓入O2。
④加入NaCl的目的是 使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過(guò)濾,以除去銀離子使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過(guò)濾,以除去銀離子。
(2)制取CuSO4。
向?yàn)V液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH范圍為 6.5<pH<7.56.5<pH<7.5,過(guò)濾;向?yàn)V渣中加入稀硫酸至濾渣恰好完全溶解,得CuSO4溶液。{設(shè)Mn2+、Cu2+開始沉淀時(shí)c=1mol?L-1,沉淀完全時(shí)c<1.0×10-5mol?L-1。Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=1×10-13}
(3)制Cu2(OH)2CO3。
已知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率{2n[Cu2(OH2CO3]×100%}隨起始n(Na2CO3)與n(CuSO4)的比值和溶液pH的關(guān)系如圖2所示。
①補(bǔ)充完整制取Cu2(OH)2CO3的實(shí)驗(yàn)方案:向燒杯中加入30mL0.5mol?L-1Na2CO3溶液,將燒杯置于70℃的水浴中,邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測(cè)定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過(guò)濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無(wú)沉淀生成邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測(cè)定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過(guò)濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無(wú)沉淀生成,低溫烘干,得到Cu2(OH)2CO3。(實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑或儀器:0.5mol?L-1CuSO4溶液、1.0mol?L-1BaCl2溶液、0.1mol?L-1NaOH溶液、0.1mol?L-1鹽酸、pH計(jì))
②實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),若反應(yīng)時(shí)溶液pH過(guò)大,所得Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,但Cu元素含量偏大,原因是 若反應(yīng)時(shí)溶液pH過(guò)大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3若反應(yīng)時(shí)溶液pH過(guò)大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3。
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【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】3Cu2S+16H++10NO3- 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O;使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率;裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色;使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過(guò)濾,以除去銀離子;6.5<pH<7.5;邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測(cè)定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過(guò)濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無(wú)沉淀生成;若反應(yīng)時(shí)溶液pH過(guò)大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:36引用:2難度:0.3
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃沸點(diǎn):-55℃)為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫,易溶于濃硫酸。是有機(jī)物合成中的重要試劑,??捎糜诤铣汕鍧崉⒂|媒劑及中間體等。實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸):
(1)用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣,補(bǔ)充下表中所缺少的藥品。裝置Ⅰ 裝置Ⅱ 燒瓶中 分液漏斗中 制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸 ① 制備純凈NO Cu 稀硝酸 ②
①裝置連接順序?yàn)閍→
②裝置Ⅳ、V除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,還可以通過(guò)觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認(rèn)為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中,撤除裝置Ⅳ,直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中,你同意此觀點(diǎn)嗎?
④實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候,先通入氯氣,再通入NO,原因?yàn)?
(3)有人認(rèn)為多余的氯氣可以通過(guò)如圖二裝置暫時(shí)儲(chǔ)存后再利用,請(qǐng)選擇可以用作氯氣的儲(chǔ)存裝置
(4)裝置Ⅶ吸收尾氣時(shí),NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(5)有人認(rèn)為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO,經(jīng)過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體,因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀,反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì),為測(cè)定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00mL.則該樣品的純度為發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來(lái)制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )高溫發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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