(10分)工業(yè)上綜合利用黃銅礦(CuFeS2)制備凈水劑高鐵酸鈉(Na2FeO4)、銅及其化合物的工業(yè)流程如下圖所示:

(1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若中CuFeS2鐵元素的化合價為+2,1molCuFeS2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______ mol。
(2)利用爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制備高鐵酸鈉的方法為:
①用稀鹽酸浸取爐渣,過濾;
②向濾液中加入足量H2O2溶液,再加入足量NaOH溶液,過濾,將沉淀洗滌、于燥得Fe(0H)3
③Fe(OH)3與NaClO和NaOH反應(yīng),生成高鐵酸鈉。
a.寫出制取高鐵酸鈉的化學(xué)方程式:______________________;
b.驗證爐渣中含有FeO必要的化學(xué)試劑為________________________。
(3)制備納米氧化亞銅(Cu2O)時用銅棒和石墨做電極,飽和食鹽水做電解質(zhì),電解反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑。銅棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________________________________。(5)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。用NaOH溶液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO32):n(HSO3)變化關(guān)系如下表:
n(SO32):n(HSO3
91:9
1:1
1:91
pH(25℃)
8.2
7.2
6.2
當(dāng)吸收液呈中性時,溶液中離子濃度由大到小的順序為是________________。
(1)12.5mol(2分)
(2)2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O(2分) 稀硫酸   KMnO4(2分)
(3)2Cu-2e+H2O=Cu2O+2H(2分)
(4)c(Na)>c(HSO3)>c(SO32) >c(OH)=c(H) (2分)

試題分析:(1)CuFeS2鐵元素的化合價為+2,則S元素的化合價為-2價。在反應(yīng)中鐵元素的化合價部分從+2價升高到+3價,失去1個電子。S元素的化合價從-2價升高到+4價,失去6個電子。銅元素的化合價從+2價降低到0價,氧元素的化合價從0價降低到-2價。因此8molCuFeS2處于反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=8mol×2+21mol×4=100mol,則1molCuFeS2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為=12.5mol。
(2)a、Fe(OH)3與NaClO和NaOH反應(yīng),生成高鐵酸鈉。在反應(yīng)中鐵元素的化合價從+3價升高到+6價,失去3個電子。氯元素的化合價從+1價降低到-1價,得到2個電子。因此根據(jù)電子得失守恒可知,還原劑Fe(OH)3與氧化劑NaClO的物質(zhì)的量之比=2:3,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。
b、FeO中鐵元素的化合價為+2價,具有還原性。因此要驗證爐渣中含有FeO,則可以用硫酸酸酸化的高錳酸鉀溶液,實驗現(xiàn)象是溶液褪色,因此需要的試劑是稀硫酸、高錳酸鉀。
(3)根據(jù)總的方程式可知,在反應(yīng)中銅元素的化合價升高,因此銅與電源的正極相連,作陽極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2Cu-2e+H2O=Cu2O+2H。
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,隨著n(SO32):n(HSO3)的減小,溶液的酸性逐漸增強。所以當(dāng)溶液顯中性時n(SO32):n(HSO3)<1:1,則溶液中離子濃度大小順序是c(Na)>c(HSO3)>c(SO32) >c(OH)=c(H)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

室溫下,單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體。在合適的反應(yīng)條件下,它們可以按下面框圖進行反應(yīng),又知E溶液是無色的。請回答:

(1)A是_______、B是_______、C是_______ (請?zhí)罨瘜W(xué)式)。
(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為: ___________________________________。
(3)反應(yīng)③的離子方程式為: _________________________________________。
(4)反應(yīng)④的離子方程式為:___________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

將一塊鐵片放入500ml 1 mol/L CuSO4溶液中,反應(yīng)一段時間后,取出鐵片,小心洗凈后干燥稱量,鐵片增重0.8g,則反應(yīng)后溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度是(反應(yīng)前后溶液的體積不變)(  )。
A.0.9 mol/LB.0.85 mol/LC.0.8 mol/LD.0.75 mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

科學(xué)家冶煉出了純度高達99.9999%的鐵,你估計它不會具有的性質(zhì)是
A.在潮濕的空氣中放置不易生銹
B.硬度比生鐵小
C.與3 mol/L鹽酸的反應(yīng)生成氫氣
D.與18.4 mol/L的硫酸反應(yīng)生成氫氣

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在FeCl3和CuSO4溶液中加入過量的鐵粉,經(jīng)過濾后測定反應(yīng)前后溶液的質(zhì)量不變(不計過濾損失)。則原來溶液中FeCl3和CuSO4的物質(zhì)的量之比為
A.1∶1B.2∶1C.1∶7D.2∶7

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

我國從澳大利亞進口的某高爐生鐵(用A表示)的成分如下(其余是鐵):
C
Si
Mn
P
S
4.070%
2.900%
0.495%
0.165%
0.010%
(1)稱取100.000g A經(jīng)過一系列處理(最后一步是在空氣中灼燒)后,錳全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N氧化物,其質(zhì)量為0.687g,則其化學(xué)式為         
(2)磷肥的肥效以相當(dāng)含P2O5多少來表示。煉鋼時,P元素形成爐渣Ca3(PO4)2,后者再與濃硫酸反應(yīng)制得普通過磷酸鈣[即普鈣,成分是CaSO4、Ca(H2PO4)2和少量其它雜質(zhì)]。若某普鈣中Ca(H2PO4)2的質(zhì)量分數(shù)為45.25%,則含P2O5的質(zhì)量分數(shù)至少是           %。
(3)錳的質(zhì)量分數(shù)為30%的高錳鋼有很好的性能,可制作火車車輪。將A冶煉成含碳0.4%、含錳30%的高錳鋼(設(shè)鐵無損耗,其它雜質(zhì)已除去,可補充錳),則100噸A可制得高錳鋼              噸。
(4)某煉鋼廠的煙塵成分和質(zhì)量分數(shù)如下表:
 
FeO
Fe2O3
CaO
煙塵煅燒前(%)
86.40
4.00
9.60
 
為了減少煙塵的排放,將煙塵與CO混合后在空氣中煅燒,得到鐵的氧化物和CaO的燒結(jié)物,其中CaO的質(zhì)量分數(shù)為8.92%(金屬元素?zé)o損耗),燒結(jié)物分離出CaO后,若鐵的氧化物中只有兩種物質(zhì)組成,則鐵的氧化物的組成和物質(zhì)的量之比如何?

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

現(xiàn)有含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O),為制取純凈的CuCl2·2H2O,首先將其制成水溶液,然后按下圖所示步驟進行提純:

已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強氧化性,要將溶液中的Cu2、Fe2、Fe3沉淀為氫氧化物,需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7。
請回答下列問題 [(1)~(2)小題填標號] :
(1)本實驗最適合的氧化劑X是__________
A.K2Cr2O7           B.NaClO            C.H2O2                  D.KMnO4
(2)物質(zhì)Y不可以是___________
A.CuO             B.CuCl2             C.Cu(OH)2             D.CuCO3
(3)若Y為Cu(OH)2,寫出除去Fe3的離子方程式:                            
(4)加入氧化劑的目的是_______________________________________。
(5)最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2·2H2O?__________(填“能”或“不能”)。如不能,應(yīng)如何操作?(如能,此空不填)_______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

某研究小組開展課外研究發(fā)現(xiàn),將適量Zn與一定濃度氯化鐵溶液反應(yīng),開始可以觀察到大量氣泡產(chǎn)生。反應(yīng)后期,溶液的pH升高到6左右,金屬表面出現(xiàn)黑色粉末,溶液變成淺綠色。試管底部出現(xiàn)灰綠色懸浮物。收集少量黑色粉末與稀硫酸作用有氣泡產(chǎn)生。則下列反應(yīng)沒有發(fā)生的是( 。
A.FeCl3+3H2O= Fe(OH)3↓+3HClB.Zn+2HCl=ZnCl2+H2
C.3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2FeD.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

把生銹的鐵釘放入足量稀鹽酸中,可能發(fā)生的反應(yīng)是(    )
A.只有置換反應(yīng)B.只有復(fù)分解反應(yīng)
C.置換和復(fù)分解反應(yīng)D.置換和分解反應(yīng)

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