下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。
已知:①Fe3+ 、Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4;
②KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20
(1)溶解操作中需要的主要玻璃仪器有______________。
(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式有____________________________________
和H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+。
(3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是 ;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 mol/L。
(4)固体I的主要成分除 FeAsO4外还有 ,操作I的程序依次为 、 、过滤、干燥。
(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式 。
工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题:
(1)酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐,该反应的化学方程式为
(2)净化I操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,使Fe3+转为Fe(OH)3沉淀。
①写出酸性条件下H2O2与Fe2+反应的离子方程式
②250C时,pH=3的溶液中,c (Fe3+)= mol/L(已知25℃,。
③净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是 。
(3)若没有净化II操作,则对锌的制备带来的影响是 。
(4)本流程中可以循环利用的物质除锌外还有 。
I:工业制硫酸时,利用接触氧化反应将SO 2转化为SO 3是一个关键步骤 。
(1)某温度下,2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g) △H="-197" kJ/mol。开始时在10 L的密闭容器中加入8.0 mol SO 2(g)和20.0 mol O 2(g),当反应达到平衡时共放出394kJ的热量,该温度下的平衡常数K= (保留两位有效数字),若升高温度时,K将 (填“增大、减小或不变”)。
(2)若体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2的转化率条件是______(填字母)。
A.通入氧气 B.移出氧气 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂
(3)在硫酸工业生产过程中,有反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应),根据下表提供的不同条件下SO2的转化率(%)的数据,试选择该反应的适宜条件(以V2O5作催化剂)温度____________;压强____________。
(4)能判断该反应达到平衡状态的依据是___________。
A. 容器的压强不变
B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体中SO 3的浓度不变
D. C(SO 2)=C(SO 3)
E. v 正(SO 2)="v" 正(SO 3)
F. v 正(SO 3)="2v" 逆(O 2)
II:研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的。
(1)在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________________mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
(2)若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是_______________mol·L-1。
化学学科中的化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。
请回答下列问题:(1)工业上采取CO和H2为原料合成乙醇,其化学反应方程式为:2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g)。请写出该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液的pH如下表:
溶质 |
CH3COONa |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaClO |
NaCN |
Na2SO4 |
pH |
8.8 |
9.7 |
11.6 |
10.3 |
11.1 |
7.0 |
①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是________。
②根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是________(填字母);将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是________(填字母)。
A.HCN B.HClO C.H2SO4 D.CH3COOH E.H2CO3
③把CO2气体通入饱和碳酸钠溶液中,可以观察到的现象为________,原因为________(用离子方程式表示)。
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为____________。
(3)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是_______。
A.加入适量BaCl2(固体)可以使溶液由d点变到c点
B.通过加水稀释可以使溶液由b点变到a点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
下述根据下列操作和现象,所得结论正确的是
|
实验操作及现象 |
实验结论 |
A |
分别向2mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液和2mL0.1mol·L-1H3BO3溶液中滴加等浓度的NaHCO3溶液,前者有气泡产生,后者无明显现象 |
酸性:CH3COOH>H2CO3>H3BO3 |
B |
向浓度均为0.1mol·L-1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,产生黄色沉淀 |
溶度积:Ksp(AgCl)<Ksp(AgI) |
C |
向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,紫色褪去 |
证明生成了乙烯 |
D |
将少量的溴水滴入NaI溶液中,再滴加CCl4,振荡、静置,溶液分为两层:上层溶液无色,下层溶液紫红色 |
氧化性:Br2>I2 |
CuCl2溶液中的铜主要以Cu (H2O)42+、CuCl42-形式存在,它们间有如下转化关系:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O;电解不同浓度的CuCl2溶液,均可看做Cu2+、Cl-直接放电。下图为电解浓度较大CuCl2溶液的装置,实验开始后,观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝。回答下列问题:
(1)甲电极的电极反应式为_________________。
(2)丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的,该反应的化学方程式为_________________。
(3)随电解的不断进行,U型管中溶液的颜色变化为__________;
A.由黄色变为浅蓝色 B.由蓝色变为浅黄色
溶液颜色变化的原因是_________________。
(4)当电解到一定程度,甲电极附近出现蓝色Cu(OH) 2絮状物。经测,甲电极附近溶液的pH=a,此时甲电极附近溶液中c(Cu2+)=______ mol·L-1。(已知:Cu(OH) 2的Ksp=2.2×10-20)。
(5)电解较长时间后,丙中溶液的蓝色又会褪去,这是因为乙电极产物进一步将I2氧化为IO3-。该反应的离子方程式为______________。
工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH一)均会增大 |
B.沉淀转化的离子方程式为CO32-+CaSO4=CaCO3+SO42- |
C.盐酸溶液中,CaCO3的溶解性大于CaSO4 |
D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小 |
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
下列相关实验能达到预期目的的是( )
|
相关实验 |
预期目的 |
A |
相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中,观察气泡产生的快慢 |
验证固体接触面积对化学反应速率的影响 |
B |
可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq)![]() |
验证浓度对化学平衡的影响 |
C |
室温下,向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,再向沉淀中加入盐酸,沉淀部分溶解 |
验证BaSO4和BaCO3Ksp的相对大小 |
D |
相同温度下,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体 |
验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响 |
电解质水溶液中可存在电离平衡,水解平衡,溶解平衡,依据所学回答下列问题。
(1)等物质的量浓度的下列四种溶液:①NH3·H2O ②(NH4)2SO3③KHSO3④K2SO3溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为________________(填序号)。
(2)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液①CH3COOH;②HCl;③H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) _____________。将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍,c(H+)由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)已知,H+ (aq) + OH-(aq) ="=" H2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol。实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出57 kJ的热,则醋酸溶液中,醋酸电离的热化学方程式为____________。
(4)25℃时,NH3·H2O的电离常数为Kb=1.7×10-3。0.1mol·L-1NH4Cl溶液的pH=a,则c(NH4+)∶c(NH3·H2O)=_________(用含a的代数式表示)
(5)某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),其中正确的有( )
①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸与pH=13的NaOH溶液,按体积比9:1混合后的溶液pH为11
③pH相等的三种溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na+)=2c(SO42﹣)
⑤亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,所以Na2HPO3稀溶液一定呈碱性
⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
⑦某二元酸在水中的电离方程式是H2B═H++HB﹣;HB﹣H++B2﹣,则0.1mol/L的Na2B溶液中,c(Na+)=2c(B2﹣)+2c(HB﹣)
(6)25℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33。在25℃下,向浓度均为0.1mol·L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式)。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+刚好完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2mol·L-1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。
I.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ |
25 |
t 1 |
t 2 |
水的离子积 KW |
1×10-14 |
1×10-13 |
1×10-12 |
试回答以下问题:
(1)25℃下,某 Na2SO4溶液中 c(SO42-)=5×10-4 mol∙L-1,取该溶液 1mL 加水稀释至10mL,则稀释后溶液中 c(Na+):c(OH-)=____________。
(2)在 t 2℃下,将 a mol∙L-1CH3COOH 溶液与 b mol∙L-1NaOH 溶液等体积混合反应后,溶液恰好呈中性,则该温度下 CH3COOH 的电离常数 Ka=____________(用 a、b 表示)。
II.已知:25℃下,下列反应:①Ag+(aq)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq) △H =" a" kJ∙mol-1 K = c
②2Ag+(aq)+2OH-(aq) Ag2O(s)+H2O(l) △H =" b" kJ∙mol-1 K = d
(3)写出 Ag2O溶于氨水(用 NH3表示)生成银氨溶液[Ag(NH3)2+]的热化学方程式:_____________;
计算 25℃下,该反应的平衡常数(用 c、d 表示)K =____________________。
III.某镁盐溶液中含有杂质离子Cr3+,所含主要离子及其浓度如下表所示(H+和OH-未列出):
离子 |
Mg2+ |
Cr3+ |
Cl- |
浓度(mol/L) |
0.5 |
0.01 |
a |
已知 25℃时,Ksp[Cr(OH)3]=10-32;Ksp[Mg (OH)2]=5×10-11;操作过程中溶液体积的变化忽略不计。
(4)表格中的 a____________1.03(填“<”、“>”或“=”)。
(5)除去杂质Cr3+离子,可加入MgO调节溶液 pH,理论上应调节 pH 的范围是_______________。
(6)溶液经除杂、过滤后,由滤液制取氯化镁晶体(MgCl2∙6H2O)的操作是___________________。
下列溶液或浊液中,关于离子浓度的说法正确的是( )
A.一定浓度的氨水加水稀释的过程中,c(NH4+)/ c(NH3·H2O)的比值减小 |
B.浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:c(CO32-)< c(HCO3-),且 3c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-+ c(H2CO3)] |
C.0.2 mol·L-1的醋酸(CH3COOH)溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后: c(CH3COO-) + 2c(OH-)=c(CH3COOH) + 2c(H+) |
D.常温下,已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2Cr2O4)=2.0×10-12, |
则Ag2CrO4悬浊液中的c(Ag+)一定小于AgCl悬浊液中的c(Ag+)
常温下,几种难溶电解质的溶度积和弱酸的电离常数如下表所示:
|
CaSO4 |
CaCO3 |
MgCO3 |
Mg(OH)2 |
CuS |
BaSO4 |
H2S |
H2CO3[] |
KSP或Ka |
9.1х10-6 |
2.8х10-9 |
6.8х10-6 |
1.8х10-11 |
6.3х10-36 |
1.1х10-10 |
Ka1=1.3х10-7 Ka2=7.1х10-15 |
Ka1=4.4х10-7 Ka2=4.7х10-11 |
则下列说法不正确的是
A.相同温度、相同浓度的钠盐溶液的pH:Na2S>Na2CO3>NaHS>NaCl>NaHSO4
B.在NaHS溶液中滴加硫酸铜溶液,生成黑色沉淀:HS-+Cu2+===CuS↓+H+
C.除去锅炉中的水垢时,通常先加入足量硫酸钠溶液,将碳酸钙转化成硫酸钙,然后再用酸液处理
D.在Mg(HCO3)2溶液中滴加澄清石灰水发生反应的离子方程式为Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O ,FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O。
已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;
pH≥4.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式开始沉淀; pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。
(1)为除去溶液中Fe2+,可采用的方法是 。
(2)工业上为除去溶液中的_________。溶液的pH变化是 。
(3)若此溶液只含Fe3+时,要调整pH在3~4之间,此时最好向溶液中加入 。
(4)已知溶液中c(Cu2+)与溶液pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol/L,要保证此溶液中Cu2+刚好不发生Cu(OH)2沉淀,则溶液pH应为___________,此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________(填“能”或“否”)。
有关硫化物的几个问题。
(1)H2S在空气中可以燃烧。
已知:① 2H2S(g) + O2(g) 2S(s) + 2H2O(g) ΔH= -442.38 kJ/mol
②S(s) + O2(g) SO2(g) ΔH= -297.04 kJ/mol
H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是 。
(2)SO2是大气污染物,海水具有良好的吸收SO2的能力,其过程如下。
① SO2溶于海水生成H2SO3,H2SO3最终会电离出SO32—,其电离方程式是 。
② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会 (填“升高” 、“不变”或“降低”)。
③ 为调整海水的pH,可加入新鲜的海水,使其中的HCO3—参与反应,其反应的离子方程式是 。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气,其原因是 。
(3)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS),用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程: 。
试题篮
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