【題目】實(shí)驗(yàn)室利用廢銅合金(含少量鐵和鋁)來(lái)制取硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O),方案如下:
金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH可參考下列數(shù)據(jù):
Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | Al3+ | |
開始沉淀時(shí)的pH | 2.2 | 7.5 | 5.2 | 3.7 |
完全沉淀時(shí)的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 | 4.7 |
請(qǐng)回答:
(1)若溶解合金時(shí)加入的混酸由2 L 3 mol·L-1硫酸和1 L 2 mol·L-1硝酸混合而成,則反應(yīng)后生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO的體積最多為____________L。
(2)加入H2O2的目的是____________。
(3)為保證產(chǎn)品的純度,M物質(zhì)最好選用________(填字母),調(diào)節(jié)pH的范圍為____________。
a.Cu(OH)2 b.H2SO4 c.NH3·H2O d.Na2CO3
(4)濾液D中加入硫酸的目的為_______________________________________。
(5)從溶液E制得CuSO4·5H2O晶體所需要的步驟為________、結(jié)晶、過(guò)濾和干燥。
(6)0.80g CuSO4·5H2O樣品受熱脫水過(guò)程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。試確定200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式______________。
【答案】 44.8L 將Fe2+氧化成Fe3+ a 4.7≤PH<5.2 抑制Cu2+的水解 加熱蒸發(fā) CuSO4·H2O
【解析】根據(jù)流程,開始金屬過(guò)量,所以濾液A中含有Cu2+、Fe2+、Al3+;濾液A中加H2O2,將Fe2+氧化為Fe3+,防止除雜時(shí)影響Cu2+;氧化后的溶液,加入M調(diào)節(jié)pH除去Fe3+和Al3+;濾液D經(jīng)過(guò)一系列操作得到硫酸銅晶體。
(1)由題意,n(H+)=2L×3mol·L-1×2+1L×2mol·L-1=14 mol,n(NO3-)=1L×2mol·L-1=2 mol;根據(jù)方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可得:氫離子過(guò)量,NO3-完全反應(yīng),則最多生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為2 mol×22.4Lmol-1=44.8L。
(2)根據(jù)上述分析,加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+。
(3)氧化后的溶液,加入M調(diào)節(jié)pH除去Fe3+和Al3+;為了不引入新雜質(zhì),M最好選用a.Cu(OH)2;根據(jù)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)可得,要使Fe3+和Al3+完全沉淀,而Cu2+不沉淀,調(diào)節(jié)pH的范圍為:4.7≤pH<5.2。
(4)因?yàn)?/span>Cu2+是弱陽(yáng)離子,所以直接加熱濾液D會(huì)促進(jìn)其水解,故加入硫酸抑制Cu2+水解。
(5)從硫酸銅溶液制得CuSO45H2O晶體,因?yàn)榫w含有結(jié)晶水,所以需要加熱蒸發(fā)(或蒸發(fā)濃縮)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟。
(6)CuSO45H2O受熱到102℃時(shí)開始逐漸失水,113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,到258℃時(shí)繼續(xù)分解,則在200℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為0.80g-0.57g=0.23g,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式:CuSO45H2OCuSO4(5-x)H2O+xH2O,可得:
列比例式可解得x≈4,故200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是氫氧燃料電池的示意圖,按圖中提示,下列敘述不正確的是( )
A. a電極是負(fù)極,b電極是正極
B. a電極的電極反應(yīng)式為H2-2e-===2H+
C. b電極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-===2H2O+O2↑
D. 氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】高鐵酸鹽在水溶液中有四種含鐵型體,250C時(shí),它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨PH的變化如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 向pH=5的高鐵酸鹽溶液中加入NaOH溶液,離子方程式為:HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O
B. 為獲得盡可能純凈的高鐵酸鹽,應(yīng)控制pH≥9
C. 已知H3FeO4+的電離平衡常數(shù)分別為:K1=2.5×10-2 ,K2=4.8×10-4,K3=5.0×10-8,當(dāng)pH=4時(shí),溶液中c(HFeO4-)/c(H2FeO4)=1.2
D. pH=2時(shí),溶液中含鐵粒子濃度的大小關(guān)系為:c(H2FeO4)>c(H3FeO4+)>c(HFeO4-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】選考(13分)(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧,光化學(xué)煙霧中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ鍵數(shù)目為____。PAN中四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>__________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,該配合物中中心離子的配位數(shù)為________,
心離子的核外電子排布式為_______________。
③相同壓強(qiáng)下,HCOOH的沸點(diǎn)比CH3OCH3____(填“高”或“低”),其原因是___________________。
(2)PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶體中各種微粒間的作用力不涉及___________(填序號(hào))。
a.離子鍵
b.共價(jià)鍵
c.配位鍵
d.范德華力
e.氫鍵
②NH4NO3中陽(yáng)離子的空間構(gòu)型為_____,陰離子的中心原子軌道采用_______雜化。
(3)測(cè)定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β—射線吸收法,β—射線放射源可用85Kr。已知Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體中與每個(gè)Kr原子緊相鄰的Kr原子有m個(gè),晶胞中Kr原子為n個(gè),則m/n=_____(填數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A.同周期元素中,ⅠA族元素的原子半徑最小
B.僅由非金屬元素不可能形成離子化合物
C.目前使用的元素周期表中,最長(zhǎng)的周期含有32種元素
D.凡是有化學(xué)鍵斷裂的過(guò)程一定發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外小組研究鋁土礦中Al2O3的含量。已知鋁土礦的主要成分是Al2O3,雜質(zhì)是Fe2O3、SiO2等。從鋁土礦中提取Al2O3的過(guò)程如下:
(1)固體B的主要用途有(寫出1條即可)________________。
(2)第①步,向鋁土礦中加入足量燒堿溶液后,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________;_______________________________________;
第③步中,用足量氨水制氫氧化鋁的化學(xué)方程式是________________________________。
(3)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所得固體精確稱量,課外小組發(fā)現(xiàn)所得氫氧化鋁固體的質(zhì)量與原鋁土礦質(zhì)量相等,則該鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________。(保留一位小數(shù))
(4)工業(yè)上制取AlCl3用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應(yīng),生成兩種化合物,其中一種是還原性氣體且有毒性,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】P、S、Cl最高正價(jià)依次增大,原因是( )
A. P、S、Cl都是非金屬 B. 電子層數(shù)不同
C. P、S、Cl原子半徑依次減小 D. P、S、Cl最外層電子數(shù)依次增多
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】醫(yī)院在對(duì)某類病人的尿液進(jìn)行檢查時(shí)常把氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液加入到其尿液中并加熱,如果觀察到產(chǎn)生紅色沉淀,說(shuō)明該尿液中含有
A.食醋B.白酒C.食鹽D.葡萄糖
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