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黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3。各物质有如下转化关系,请回答:

(1)写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。
(2)用NaOH溶液吸收SO2所得NaHSO3溶液pH<7,则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
(3)写出Cu2S熔炼制取粗铜的化学方程式________________________
(4)废电解液中常含有Pb2+、Zn2+,向废电解液中加入Na2S溶液,当有PbS和ZnS沉淀时,C(Zn2+): C(Pb2+)=________。[已知:Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2、Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2)]
(5)写出证明溶液I中含有Fe2+的实验过程________________。
(6)Na2FeO4能杀菌净水的原因是________________。
(7)Na2FeO4和Zn可以组成碱性电池,其反应式为:3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)+4OH-。请写出放电时正极电极反应式________________。

(每空2分,共14分)(1)SO2+2H2S=3S↓+2H2O (2)c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)
(3)Cu2S+O22Cu+SO2  (4)×104  
(5)取溶液I少许于试管中,然后滴加少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,证明有Fe2+。
(6)Na2FeO4是强氧化剂能杀菌。在水中变成Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能净水。(每个要点各占1分,共2分)  (7)2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-

解析试题分析:(1)氧化剂在反应中得到电子,化合价降低。二氧化硫与硫化氢的水溶液发生反应生成单质硫沉淀,SO2体现了氧化性且现象明显,反应的化学方程式是SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
(2)NaHSO3溶液中亚硫酸氢根离子无论电离还是水解都是较微弱的,NaHSO3溶液呈酸性,说明亚硫酸氢根离子的水解程度小于其电离程度,因此溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。
(3)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,在反应中铜元素化合价由+1价降低到0价,得到1个电子。氧元素化合价由0价降低到-2价,得到2个电子。硫元素化合价由-2价升高到+4价,失去6个电子。因此根据电子的得失守恒可知发生反应的氧化还原反应为Cu2S+O22Cu+SO2。
(4)当有PbS和ZnS沉淀时,溶液中c(S2-)相同,则溶液中====×104。
(5)亚铁离子具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,据此可以检验亚铁离子。因此正确的操作是取溶液I少许于试管中,然后滴加少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,证明有Fe2+。
(6)Na2FeO4是可溶于水的强氧化剂,在水中有杀菌消毒的作用,其还原产物是Fe3+。铁离子水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮的固体颗粒,从而达到净水的目的。
(7)原电池中负极失去电子,发生氧化反应。正极得到电子,发生还原反应。所以根据总反应式可知,FeO42-得到电子,做氧化剂,所以正极电极反应式为:FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-。
考点:考查二氧化硫的化学性质;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化;氧化还原反应方程式的书写;亚铁离子的检验;高碳酸盐的性质与用途;电极反应式的书写等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知A、B、C、D为常见单质,其中B、C、D常温常压下为气体,甲、乙、丙、丁为化合物,乙常温下为液体,丙的焰色反应为黄色,下图为各种物质之间的相互反应

(1)写出下列物质的化学式:
A          ,B          ,D          ,丙         。
(2)丙电子式为             ,反应②中若有11.2L(标准状况下)B生成,则发生转移的电
子的物质的量为                         。
(3)写出反应③的化学方程式:                                              

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:                         (注明试剂、现象)。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为                   (填代号)。
a.氢氧化钠溶液         b.硫酸溶液        c.氨水         d.二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、          (填操作名称)、洗涤。
④该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++ □ClO-+ □             = □Fe(OH)3↓+ □C1-+ □               。
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为                       (填代号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。

(1)用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4
①制备原理用离子方程式表示为        。若要提高FeSO4生成速率,采取下列措施中正确的是        。
A.使用浓硫酸与铁屑反应   
B.使用磨细的铁粉反应
C.控制温度在50~70℃     
D.控制温度在80~100℃
②在上述反应过程中,常会伴随发生反应:4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O 
若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量,采取下列措施中正确的是        。
A.控制稀硫酸的浓度不能太高     
B.用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C.反应中保持n(Fe)/n(H2SO4) >1   
D.反应中应经常添加Fe2(SO4)3搅拌
③反应结束后,将溶液进行          、冷却、过滤、洗涤即得FeSO4·7H2O晶体。
(2)工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3
其反应及操作流程如下:

①加入NaHCO3并搅拌,将混合液pH调控至       范围内,使杂质沉淀过滤除去。

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
4.7
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
6.7
 
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是:           。
③生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是       ,气体X与NO配比的比例是       。
(3)用Fe2(SO4)3处理含S2-污水时,有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生,其反应的离子方程式是         。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。
II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol·L-H2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯。
III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH

 
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
 
请回答下列问题:
(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是           (填字母序号)。
A. MgO           B. Na2CO3           C. 蒸馏水
(2)Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为                                。
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。

①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为              。
②根据图中所示50 ℃前温度与Mg2+转化率之间 的关系,可判断此反应是 
              (填“吸热”或“放热”)反应。
③图中,温度升高至50 ℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是                    。 
④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:
Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)      Ksp = c(Mg2+)·c2(OH-) = 5.6×10-12
Ca(OH)2(s)  Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)     Ksp = c(Ca2+)·c2(OH-) = 4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,  (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是                 。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:

(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式:                                                 。
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,途径②中通入的某气体(固态时可用于人工降雨),写出该气体的电子式     。你认为较合理的途径是    (填①或②),理由是:                          。
(3)滤液E若放置在空气中一段时间后,溶液中的阳离子除了和外,还可能存在           (用离子符号表示),检测该离子的方法是                               。
(4)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是:                          、                               。
(5)途径④发生的反应的化学方程式为:                                                       。
(6)实验室从CuSO4溶液制取胆矾,操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、          、自然干燥。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

Al及其化合物在工业上有极其广泛的用途,
(1)焊接钢轨时用Al冶炼Fe的反应方程式为      ;铝的化合物明矾可用于净水,其原理用离子方程式解释为           。
(2)硅藻遗骸中主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3。从中获取Al(OH)3的过程如下:
步骤I:取适量硅藻遗骸用70%H2SO4浸泡;
步骤II:向上述浸泡液中加入过量NaOH并过滤;
步骤III:向上述滤液中通入过量CO2过滤得到Al(OH)3。
①用70%H2SO4浸取硅藻遗骸的目的是        。
②步骤II中涉及铝元素的离子方程式为      ;
③步骤III中能否用HCl代替CO2?     (填“能”或“不能”);该步骤所得滤液中存在的电荷守恒式为       ;向该滤液中滴加少量NaOH溶液,则    填(“变大”、“变小”或“不变”)
(3)Al(OH)3可用作阻热材料,试从Al(OH)3的化学性质角度分析其原因        。

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

某工厂的废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
Ⅰ.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ.向Ⅰ所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________、______________。
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:__________。
(3)步骤Ⅲ获得CuSO4溶液的离子方程式为____________。
(4)步骤Ⅱ所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
ⅰ.H2O2ⅱ.调pHNaClO/NaOH混合溶液
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液________kg(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:_____________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

我国制碱工业的先驱——侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+C02+NaCl+H20=NH4CI+NaHCO3(晶体),依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。

(1)A装置中所发生反应的离子方程式为                                                。
C装置中稀硫酸的作用为                                                            。
(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水);

参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是                                。
(3)该校学生在检查完此套装置的气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出
应在      装置之间(填写字母)连接一个盛有        的洗气装置,其作用               。
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g,则NaHCO3的产率为                        。

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