【題目】輝銅礦主要成分Cu2S,軟錳礦主要成分MnO2,它們都含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上綜合利用這兩種礦物制備硫酸錳和堿式碳酸銅的主要工藝流程如下:

已知:

①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;

②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水中會分解生成NH3

③MnSO4·H2O易溶于冷水,不溶于酒精;

④部分金屬陽離子氫氧化物的(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算:當(dāng)離子濃度小于1.0×10-5時,認(rèn)為該離子沉淀完全。):

Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20, Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14

(1)酸浸時,得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。

(2)調(diào)pH的范圍為____________。

(3)在該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是______________;“加熱驅(qū)氨” 環(huán)節(jié),溫度不能過低也不能過高的原因?yàn)?/span>___

(4)請根據(jù)如下圖示,將“由碳酸錳經(jīng)一系列操作獲得MnSO4·H2O晶體,并測定純度”的實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

①將碳酸錳固體溶于稀硫酸獲得硫酸錳溶液;

②加熱溶液并控制溫度>40℃,_________得到粗產(chǎn)品;

_______,低溫干燥,可得到較純晶體。

④欲測定該品體的純度,取14.00g晶體加蒸餾水配成100mL溶液,量取25.00mL,加足量標(biāo)準(zhǔn)BaCl2溶液,得到沉淀4.66g,則此樣品的純度為___(保留四位有效數(shù)字)。某小組計算發(fā)現(xiàn)本組樣品純度大于100%(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有__(任寫一種)。

【答案】 Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 3<pH<4 NH3 溫度過低,[Cu(NH3)4]SO4分解不完全,溫度過高,會導(dǎo)致Cu2(OH)2CO3分解,這兩種情況均會使堿式碳酸銅產(chǎn)量減少 蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾 用酒精洗滌產(chǎn)品2-3次 96.57% 可能有混有硫酸鹽(相對分子質(zhì)量小于MnSO4)雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水。

【解析】(1)根據(jù)題給信息:MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;Cu2S和MnO2與硫酸混合后生成硫酸銅、硫酸錳、單質(zhì)硫和水反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O;正確答案: Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O。

(2)調(diào)節(jié)pH的作用是使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去;Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38,當(dāng)c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1, c(OH-)=10-11 mol·L-1,c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=3;考慮到堿式碳酸銅產(chǎn)量,應(yīng)該避免銅的損失Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20,當(dāng)c(Cu2+)=1.0 mol·L-1,c(OH-)=10-10, c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4;所以調(diào)pH的范圍為3<pH<4;正確答案:3<pH<4。

(3)分析工藝流程投入反應(yīng)物和產(chǎn)物,產(chǎn)物氨氣可以溶入水中形成氨水再投入循環(huán)使用,故可循環(huán)使用的物質(zhì)為氨氣; “加熱驅(qū)氨” 環(huán)節(jié),溫度不能過低也不能過高的原因:溫度過低,[Cu(NH3)4]SO4分解不完全,溫度過高,會導(dǎo)致Cu2(OH)2CO3分解,這兩種情況均會使堿式碳酸銅產(chǎn)量減少;正確答案:氨氣;溫度過低,[Cu(NH3)4]SO4分解不完全,溫度過高,會導(dǎo)致Cu2(OH)2CO3分解,這兩種情況均會使堿式碳酸銅產(chǎn)量減少。

(4)由曲線圖知當(dāng)溫度低于40℃時析出MnSO4·5H2O晶體,高于40℃時析出MnSO4·5H2O晶體,因此硫酸錳溶液制備MnSO4·5H2O的實(shí)驗(yàn)必須保證溶液溫度高于40℃;然后通過蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾,得到粗產(chǎn)品;正確答案: 蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾

為減少產(chǎn)品的損失,用酒精洗滌產(chǎn)品2-3次,低溫干燥,可得到較純晶體正確答案用酒精洗滌產(chǎn)品2-3次。

硫酸鋇的量為4.66/233=0.02mol,硫酸根離子的總量為0.02mol,原晶體中含有的硫酸根離子的總量為0.02×100/25=0.08mol,硫酸錳晶體的質(zhì)量為0.08×169g, 則此樣品的純度為0.08×169/14×100%=96.57% ;用標(biāo)準(zhǔn)氯化鋇溶液測定樣品中MnSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)時,發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%,說明樣品中硫酸根離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于MnSO4·5H2O中硫酸根離子質(zhì)量分?jǐn)?shù),故只要能增大樣品中硫酸根離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原因均合理,則可能原因是樣品中混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水;正確答案:96.57% ;可能有混有硫酸鹽(相對分子質(zhì)量小于MnSO4)雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水。

練習(xí)冊系列答案
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①混合氣體的壓強(qiáng) ②混合氣體的密度 ③各氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度

④氣體的總物質(zhì)的量 ⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

A. ②③⑤ B. ①②③ C. ②③④⑤ D. ①③④⑤

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(1)NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則NOCl的電子式為_______

(2)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氣,涉及如下反應(yīng):

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1 K1;

4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2 K2;

2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3 K3;

則ΔH3=_____(用ΔH1和ΔH2表示),K3=______(用K1和K2表示)

(3)25℃時,向2L帶氣壓計的恒容密閉容器中通入0.08molNO和0.04molCl2發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)ΔH

①測得其壓強(qiáng)(p)隨時間(t)的變化如圖I曲線a所示(反應(yīng)達(dá)到平衡時的溫度與起始溫度相同),則ΔH___0(填“>”或“<”);若其他條件相同,僅改變某一條件時,測得其壓強(qiáng)(p)隨時間(t)的變化如圖I曲線b所示,則改變的條件是______。

②圖Ⅱ是甲、乙同學(xué)描繪上述反應(yīng)平衡常數(shù)的對數(shù)值(lgK)與溫度的變化關(guān)系,其中正確的曲線是______ (填“甲”或“乙”);m值為_______

(4)NO可用間接電化學(xué)法除去,其原理如圖3所示

①陰極的電極反應(yīng)式為_________

②吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________

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【題目】若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中,分別加入下列各組離子,一定能大量共存的是

A. NH、SO、CO、K B. Na、Ba2+、Ca2+、HCO

C. Mg2+、SO、K、Cl D. K、Cl、Na、SO

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【題目】從某含Br-廢水中提取Br2的過程包括:過濾、氧化、萃取(需選擇合適萃取劑)及蒸餾等步驟。

已知:①2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O

②Br2極易溶于四氯化碳和正十二烷

物質(zhì)

Br2

CCl4

正十二烷

密度/g·cm-3

3.119

1.595

0.753

沸點(diǎn)/

58.76

76.8

215~217

在水中溶解性

微溶

難溶

難溶

下列說法不正確的是

A. 甲裝置中Br-發(fā)生的反應(yīng)為:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-

B. 甲裝置中NaOH溶液每吸收1Cl2,轉(zhuǎn)移1e-

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D. 用丙裝置進(jìn)行蒸餾,先收集到的是Br2

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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是( )

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B. 25℃時,0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有Na+的數(shù)目為0.2NA

C. 64gSO2與足量的O2充分反應(yīng)后可得到NASO3分子

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