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3.以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+?Cu2++5Fe2++2S.
(1)该反应中,Fe3+体现氧化性.
(2)上述总反应的原理如图1所示.负极的电极反应式是CuFeS2-4e-═Fe2++2S+Cu2+.
(3)一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:
实验操作2小时后Cu2+浸出率/%
I加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液78.2
II加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液,通入空气90.8
III加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液,再加入少量0.0005mol•L-1 Ag2SO4溶液98.0
①对比实验 I、II,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是通入O2后,发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动.
②由实验 III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:
ⅰ.CuFeS2+4Ag+═Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ.Ag2S+2Fe3+═2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理,进行如下实验:
a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005mol•L-1 Ag2SO4溶液,充分混合后静置.取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中无明显现象,证明发生反应 i.
b.取少量Ag2S粉末,加入pH=1的0.10mol•L-1Fe2(SO4)3溶液溶液,充分混合后静置.取上层清液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应 ii.
(4)用实验 II的浸取液电解提取铜的原理如图2所示:

①电解初期,阴极没有铜析出.用电极反应式解释原因是Fe3++e-═Fe2+.
②将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是Fe2+在阳极失电子生成Fe3+:Fe2+-e-═Fe3+,SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,Fe2(SO4)3溶液再生.

分析 (1)氧化还原反应中元素化合价降低最氧化剂被还原;
(2)总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+?Cu2++5Fe2++2S,负极是CuFeS2失电子发生氧化反应;
(3)①一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末,加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液,发生反应生成亚铁离子、铜离子和单质硫,其中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,反应正向进行程度增大;
②a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005mol•L-1 Ag2SO4溶液,充分混合后静置,溶液中无银离子;
b.证明发生反应 iiAg2S+2Fe3+═2Ag++2Fe2++S,选择溶液需要溶解Ag2S粉末生成银离子来验证银离子的存在;
(4)①浸取液中含过量的铁离子,铁离子氧化性大于铜优先放电;
②Fe2+在阳极失电子生成Fe3+,SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室;

解答 解:(1)CuFeS2+4Fe3+?Cu2++5Fe2++2S,反应中铁元素化合价+3价变化为+2价,做氧化剂被还原发生还原反应,
故答案为:氧化;
(2)CuFeS2+4Fe3+?Cu2++5Fe2++2S,负极是CuFeS2失电子发生氧化反应,电极反应为:CuFeS2-4e-═Fe2++2S+Cu2+,
故答案为:CuFeS2-4e-═Fe2++2S+Cu2+;
(3)①一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末,加入足量0.10mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液,发生反应生成亚铁离子、铜离子和单质硫,其中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,通入O2后,发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动,
故答案为:通入O2后,发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c(Fe2+)降低,c(Fe3+)升高,总反应的平衡正向移动;
②a.无明显现象;    
b.pH=1的0.10 mol•L-1Fe2(SO4)3溶液;
(4)①电解初期,阴极没有铜析出.浸取液中含过量的铁离子,铁离子氧化性大于铜优先放电,电极反应Fe3++e-═Fe2+,
故答案为:Fe3++e-═Fe2+;
②将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是Fe2+在阳极失电子生成Fe3+:Fe2+-e-═Fe3+,SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,Fe2(SO4)3溶液再生,
故答案为:Fe2+在阳极失电子生成Fe3+:Fe2+-e-═Fe3+,SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,Fe2(SO4)3溶液再生;

点评 本题考查了氧化还原反应、性质实验验证、电极原理的理解和电极反应书写,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列实验装置(加热装置已略去)或操作合理的是(  )
   
A.吸收氨气B.中和热的测定C.分离溴苯和苯的混合物D.除去SO2气体中的HCl
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.制烧碱所用盐水需两次精制.第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ.向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ.滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水.
(1)过程Ⅰ除去的离子是SO42-,对应的离子方程式是Ba2++SO42-═BaSO4↓.
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如表:
CaSO4Mg2(OH)2CO3CaCO3BaSO4BaCO3
2.6×10-22.5×10-47.8×10-42.4×10-41.7×10-3
①过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因BaSO4的溶解度比CaSO4的小,可将SO42-沉淀更完
②除去Mg2+的离子方程式是2Mg2++2CO32-+H2O═Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如图:

过程Ⅳ除去的离子是NH4+、I-.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列说法正确的是(  )
A.同分异构现象只存在于有机物和无机物之间
B.同分异构现象不存在于无机物之间
C.在无机化合物和有机化合物间一定存在同分异构现象
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.甲醇是重要的化工原料和燃料.将CO2与含少量CO的H2混合,在恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),图1是在两种投料比[$\frac{c(C{O}_{2})}{c({H}_{2}+CO)}$]分别为1:4和1:6时,CO2平衡转化率随温度变化的曲线,图2是生成的甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图

下列有关说法正确的是(  )
A.图1中b点对应的平衡常数K值大于c点
B.图1中a点对应的H2的转化率等于30%
C.图2中电极M上发生还原反应
D.图2中电极N的反应式:H2O2+2e-+6H+=2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.设NA为阿伏加德罗常数值,下列有关叙述正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列有关关仪器的使用方法或实验操作正确的是(  )
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C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶,以减少实验误差
D.中和热的测定实验中,要用环形玻璃搅拌棒搅拌,使反应更充分

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.分子式为C5H8O2的有机物,能水解且能发生银镜反应,则符合上述条件同分异构体(不考虑立体异构)有(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

14.为探究乙炔与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:将由实验室法制取得乙炔通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙炔与溴水发生了加成反应.乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应.请你回答下列问题:
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C.1mol乙烯基乙炔只能与2molBr2发生加成反应,且只能生成一种物质
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