實驗室模擬水合肼(N2H4?H2O)化學還原硫酸四氨合銅{[Cu(NH3)4]SO4}制備納米銅粉的主要步驟如下:
(1)水合肼的實驗室制備
N2H4?H2O有淡氨味,有弱堿性和強還原性,能與銅離子形成絡合物。可由NaClO堿性溶液與尿素[CO(NH2)2]水溶液在一定條件下反應制得,裝置如圖所示。
①恒壓漏斗中的裝的溶液是 NaClO溶液NaClO溶液。
②三頸燒瓶中反應的離子方程式為 ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4?H2O+CO32-ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4?H2O+CO32-。
(2)納米銅粉的制備
一定溫度和pH條件下,將水合肼溶液與硫酸四氨合銅溶液按照適當比例混合發(fā)生氧化還原反應,制備納米銅粉。
①[Cu(NH3)4]2+中銅離子基態(tài)核外電子排布式為 [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
②固定水溫70℃,反應時間1h,銅產(chǎn)率、水合肼的還原能力隨pH值的變化如圖所示,由圖可知,隨著溶液的pH增大,銅產(chǎn)率先增加后減小,結(jié)合信息分析其原因 pH較小時,水合肼還原[Cu(NH3)4]2+生成Cu,Cu產(chǎn)率增大;pH值較大時,水合肼與銅離子形成配合物,Cu產(chǎn)率下降pH較小時,水合肼還原[Cu(NH3)4]2+生成Cu,Cu產(chǎn)率增大;pH值較大時,水合肼與銅離子形成配合物,Cu產(chǎn)率下降。
(3)膽礬是制備硫酸四氨合銅的重要原材料,請補充以廢銅屑[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]為原料制備膽礬的實驗方案:向廢銅屑中加入飽和碳酸鈉溶液浸泡,然后過濾,得到的濾渣中加入稀硫酸、雙氧水進行浸泡,濾渣完全溶解后得到CuSO4溶液,將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到CuSO4?5H2O向廢銅屑中加入飽和碳酸鈉溶液浸泡,然后過濾,得到的濾渣中加入稀硫酸、雙氧水進行浸泡,濾渣完全溶解后得到CuSO4溶液,將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到CuSO4?5H2O,低溫干燥,得到CuSO4?5H2O。[實驗須使用的試劑:CaCl2溶液、飽和Na2CO3溶液、稀硫酸、H2O2]
【考點】制備實驗方案的設計.
【答案】NaClO溶液;ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4?H2O+CO32-;[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;pH較小時,水合肼還原[Cu(NH3)4]2+生成Cu,Cu產(chǎn)率增大;pH值較大時,水合肼與銅離子形成配合物,Cu產(chǎn)率下降;向廢銅屑中加入飽和碳酸鈉溶液浸泡,然后過濾,得到的濾渣中加入稀硫酸、雙氧水進行浸泡,濾渣完全溶解后得到CuSO4溶液,將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到CuSO4?5H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:1難度:0.4
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1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(5)煅燒A的反應方程式是
(6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5 -
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(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
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(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
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