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廢棄的鋰離子電池中含有多種金屬元素,需回收處理。檸檬酸因具有酸性和較好的絡(luò)合性,可用于浸出金屬離子并得到檸檬酸浸出液。如圖是某小組研究從檸檬酸浸出液中分離出銅并制備堿式碳酸銅[xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O]的制備流程。
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(1)在“調(diào)pH分離銅”的步驟中,理論上銅離子完全沉淀時pH為6.67,本實驗中測得pH=8時銅的沉淀率僅為7.2%,遠小于理論分析結(jié)果,可能的原因為
銅離子與檸檬酸(或檸檬酸根)形成配合物,使銅離子濃度減小,與氫氧根離子形成Cu(OH)2減少
銅離子與檸檬酸(或檸檬酸根)形成配合物,使銅離子濃度減小,與氫氧根離子形成Cu(OH)2減少
。
(2)在“還原法沉銅”的步驟中,利用抗壞血酸(C6H8O6)能有效的將Cu(Ⅱ)還原成金屬Cu??箟难幔–6H8O6)易被氧化為脫氫抗壞血酸(C6H6O6);且受熱易分解。
①抗壞血酸還原Cu(OH)2的離子方程式為:
Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
。
②某實驗小組研究了相同條件下溫度對Cu沉淀率的影響。從圖1可以看出,隨著溫度的升高,相同時間內(nèi)Cu的沉淀率先逐漸增加,在80℃時達到最高點,后略有下降,下降可能的原因是
當溫度超過80℃時,抗壞血酸分解,濃度降低,還原銅的能力減弱
當溫度超過80℃時,抗壞血酸分解,濃度降低,還原銅的能力減弱
。
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(3)將所得銅粉制備為CuSO4溶液后再制備堿式碳酸銅。已知堿式碳酸銅的產(chǎn)率隨起始n(Na2CO3)與n(CuSO4)的比值和溶液pH的關(guān)系如圖2所示。
①補充完整由0.5mol/LCuSO4溶液制取堿式碳酸鋼的實驗方案:向燒杯中加入30mL0.5mol/LNa2CO3溶液,將燒杯置于70℃的水浴中,
邊攪拌邊加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液,在pH計測定溶液pH條件下,用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加0.1mol/LBaCl2溶液無沉淀生成
邊攪拌邊加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液,在pH計測定溶液pH條件下,用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加0.1mol/LBaCl2溶液無沉淀生成
,低溫烘干,得到堿式碳酸銅。(實驗中可選用的試劑或儀器:0.1mol/LBaCl2溶液、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L鹽酸、pH計)
②實驗時發(fā)現(xiàn),若反應(yīng)時溶液pH過大,所得堿式碳酸銅的產(chǎn)率偏低,但產(chǎn)品中Cu元素含量偏大,原因是
pH過大,生成了Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2中的Cu元素含量高于堿式碳酸銅
pH過大,生成了Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2中的Cu元素含量高于堿式碳酸銅

③稱取9.55g堿式碳酸銅[xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O]產(chǎn)品,通入氫氣充分加熱反應(yīng)后,得到4.8g固體殘留物,同時生成2.2g二氧化碳和2.7g水。則該產(chǎn)品的化學式為
2CuCO3?Cu(OH)2?2H2O
2CuCO3?Cu(OH)2?2H2O
。

【答案】銅離子與檸檬酸(或檸檬酸根)形成配合物,使銅離子濃度減小,與氫氧根離子形成Cu(OH)2減少;Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu;當溫度超過80℃時,抗壞血酸分解,濃度降低,還原銅的能力減弱;邊攪拌邊加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液,在pH計測定溶液pH條件下,用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加0.1mol/LBaCl2溶液無沉淀生成;pH過大,生成了Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2中的Cu元素含量高于堿式碳酸銅;2CuCO3?Cu(OH)2?2H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:70引用:3難度:0.4
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  • 1.實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4?7H2O),主要工藝流程如圖。
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    (1)將過程②產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中。溶液不會褪色的是
     
    (填字母序號)。
    A.品紅溶液      B.紫色石蕊試液      C.酸性KMnO4溶液         D.溴水
    (2)過程①中,F(xiàn)eS、O2和H2SO4反應(yīng)的化學方程式為:
     

    (3)過程③中需加入的物質(zhì)是
     
    。
    (4)過程④中,蒸發(fā)結(jié)晶時需使用的儀器除酒精燈、三腳架外,還需要
     
    。
    (5)過程⑥調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的
     
    (填序號)。
    A.稀硫酸        B.NaOH溶液        C.CaCO3

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
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    幾種物質(zhì)在水中的溶解度曲線如圖2.回答下列問題:
    (1)常溫氯化
    ①反應(yīng)的化學方程式是
     

    ②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)2的轉(zhuǎn)化率可行的措施有
     
    (填序號)。
    A.加熱升高溫度      B.適當減緩通入Cl2速率
    C.充分攪拌漿料      D.加水使Ca(OH)2完全溶解
    ③電石渣中的有害雜質(zhì)CN-與ClO-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無害的氣體,每轉(zhuǎn)化1 mol CN-至少需要消耗氧化劑ClO-
     
    mol。
    (2)75℃氯化
    ①生成氯酸鈣中氯的化合價為
     
    ,氯化完成后過濾,濾渣的主要成分為
     
    (填化學式)。
    ②氯酸鈣能與KCl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯酸鉀的原因是
     

    (3)有機反應(yīng)
    首先生成氯代乙醇,其結(jié)構(gòu)簡式為
     
    ,氯代乙醇再與Ca(OH)2反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷。總反應(yīng)的化學方程式是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:56引用:1難度:0.3
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    (1)操作A的名稱為
     

    (2)銅帽溶解時加入H2O2的目的是
     
    (用化學方程式表示).銅帽溶解完全后,可采用
     
    方法除去溶液中過量的H2O2
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    ①當1mol MnO2參加反應(yīng)時,共有
     
    mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    ②MnO (OH)與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應(yīng),試寫出該反應(yīng)的化學方程式:
     

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:3引用:1難度:0.3
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