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为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:

请回答:
(1)绿矾的化学式为          。
(2)写出反应①的化学方程式                                               ,反应②生成沉淀的离子反应方程式                                          。
(3)为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选):                                                                  。
(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是                     。
(5)若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体,试剂Y为无色液体,则反应④的总化学方程式为                          ;若不考虑绿色化学工艺,所选试剂Y为1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积     L。

(1)(2分) FeSO4·7H2O
(2)(4分)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-)  [未写离子方程式扣1分,不配平扣1分,离子符号错0分]
(3)(3分) 用试管取少量滤液D(1分),向滤液中滴加KSCN(或NaSCN、或NH4SCN)]
溶液无明显现象(1分),再滴入氯水(或双氧水,或通入Cl2)若变成血红色,则溶
液则中存在Fe2+(1分)。
(4)(2分)铜、铁与稀硫酸形成了原电池(或发生了电化腐蚀,或有电流产生)
(5)(5分) Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(2分。配平1分,化学式错0分)
2(3分)[说明:反应式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4++2NO↑+4H2O]

解析试题分析:(1)绿矾为硫酸亚铁晶体,化学式为:FeSO4·7H2O
(2)反应①为Al与NaOH溶液的反应,离子方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;反应②中通入的气体气体X为CO2,CO2、H2O与AlO2-反应生成的沉淀为Al(OH)3,离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-       (或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-) 
(3)滤液D的溶质为FeSO4,检验Fe2+的原理为:Fe2+不能使KSCN变为血红色,但加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,溶液变为血红色,所以实验方案为:用试管取少量滤液D,向滤液中滴加KSCN(或NaSCN、或NH4SCN)],溶液无明显现象,再滴入氯水(或双氧水,或通入Cl2)若变成血红色,则溶液则中存在Fe2+。
(4)滤渣B中含有铁、铜金属,滴加稀硫酸后,铜、铁与稀硫酸形成了原电池,使反应速率加快。
(5)滤渣E为Cu,加入稀硫酸和试剂Y生成CuSO4,考虑绿色化学工艺,Y为无色液体,则试剂Y为H2O2,则反应④的总化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则化学方程式为:3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4++2NO↑+4H2O,Cu为3mol,则消耗的HNO3为2mol,需该硝酸的体积为:2mol÷1mol?L?1=2L。
考点:本题考查化学流程的分析、化学方程式与离子方程式的书写、离子的检验、原电池原理、化学计算。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在下图所示的物质转化关系中(反应条件和部分生成物未全部列出),X物质可以来自于海洋中,A、B为常见气体单质,B为黄绿色气体,I、L为常见的金属单质,G为红褐色物质。请回答下列问题:

(1)X化学式为                 。 (2)C化学式为                 。
(3)反应①的离子方程式为                                            。
(4)反应②的离子方程式为                                            。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(15分)硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:

请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO3              D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:

氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
由上表可知:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。

Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H+(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S     2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②            。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为
                                                             。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,
Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量           (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量               。
(4)①可选用             (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是
                                             (用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a. 氧化:                              ;
b. 沉淀:                               ;
c. 分离,洗涤;             d. 烘干,研磨。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铁屑可用于地下水脱氮,其实验室研究步骤如下:
Ⅰ、将铁屑浸泡在0.5 mol/L盐酸中进行预处理。
Ⅱ、30 min后,用去离子水反复冲洗,至冲洗后液体的pH为中性。在N2保护下烘干备用。
Ⅲ、在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。
Ⅳ、将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。
请回答:
(1)盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是      。
(2)烘干时需要在N2保护下进行的原因是      。
(3)将步骤Ⅱ中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧,最终得到的固体是     。
(4)将酸性条件下,铁与NO3-反应的离子方程式补充完整:

(5)已知活性炭能吸附NH4+ 、OH-。步骤Ⅳ中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中,可以提高脱氮的效果,其原因是     。
(6)研究表明溶液pH会影响铁屑脱氮的效果,反应体系的pH分别控制在4 和8. 5 时,NO3-的去除率分别为90% 和15%。正常地下水中含有CO32-,会影响脱氮的效果,用化学用语和文字简述其原因     。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

单质A与粉末化合物B组成的混合物能发生如图所示的一系列反应:

请回答下列问题:
(1)组成A单质的元素在周期表中处于第__________周期__________族。
(2)化合物B的电子式为_____________________________。
(3)D与G两溶液混合后发生反应的离子方程式为____________________
(4)常温下,D溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”),其原因是____________________________(用离子方程式表示)。
(5)10.8 g A单质与足量的NaOH溶液反应,消耗氧化剂的质量为________ g。
(6)用碳棒、稀硫酸、气体E和气体F组成燃料电池,该电池的正极反应式为______________________。以该电池为电源,用惰性电极电解100 g 8%的C溶液,电解到溶质的质量分数为12.5%时停止电解,则电解过程中,生成的气体在准状况下的体积共为________ L,电路上通过电子的物质的量为________ mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知A~I均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示,其中A、D为金属单质,反应过程中需要或生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题:

(1)B和F分别是               (填化学式)。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A与B在高温下反应:                               。
②H在空气中转变为I:                               。
(3)E溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是       。
(4)用离子反应方程式表示G溶液呈酸性的原因                                  ;该反应的平衡常数为       (已知常温下,H的溶度积常数Ksp=8.0×10-16)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1862年,比利时化学家索尔维发明了氨碱法制碱,1926年,我国化学家侯德榜创立了
更为进侯德榜制碱法,也叫联合制碱法,两种制碱的生产流程可简要表示如下图:
  
氨碱法生产流程                       联合制碱法生产流程
(1)向沉淀池中通入CO2和氨气时,应先通入氨气的原因是                             。
(2)沉淀池中发生反应的化学反应方程式是                                从沉淀池中分离沉淀的操作是        。
(3)氨碱法生产流程示意图中的Y是                 ,从原料到产品,氨碱法总反应过程用化学方程式表示,可写为                                。
(4)联合制碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是   (选填编号)。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 
b.通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉能提高Na+的浓度, 使NaHCO3结晶析出
d.通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(5)联合制碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环Ⅰ,联合制碱法的另一项优点是                                                          。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠,可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数,已知样品质量为ag,加热至质量不再改变时称重为bg,则纯碱的质量分数为               。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

苏打和小苏打有着广泛的应用。试从反应物用量角度说明在下列用途中选A(苏打)还是B(小苏打),并说明原因。
(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适量的面碱,选用______,因为______________________________
(2)作为泡沫灭火器的药品,选用________,因为________________________
(3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等,选用________,因为_____________
(4)治疗胃酸过多时,选用________,因为_______________________________
(提示:二者水溶液均显碱性,且苏打的碱性强)

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