(12分)通过火法冶金炼出的铜是粗铜,含杂质金、银、铁、锌,不适于电器及其他许多工业使用,必须进行电解精炼。
⑴在精炼铜时,阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等 ▲ (填“是”或“否”);阳极下面沉积金属的成分主要是 ▲ 。
⑵在精炼铜的过程中,Cu2+浓度逐渐下降,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐 ▲ ,所以需要定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了下列除杂方案I(见下图)。
请参照下表给出的数据,回答下列问题:
物 质 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Zn(OH)2 |
开始沉淀时的pH |
7.6 |
5.2 |
2.7 |
8.0 |
完全沉淀时的pH |
9.6 |
6.7 |
3.7 |
11.0 |
①试剂a是 ▲ ,其目的是 ▲ 。
②操作①调节pH至b,b的取值范围是 ▲ 。
③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂 ▲ 。
A.NaOH B.CuO C.Cu(OH)2 D.NH3·H2O E.Cu2(OH)2CO3
④操作②是 ▲ ,方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是 ▲ 。
⑶乙同学在查阅课本时发现,“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7-8,可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8。
你认为乙同学的建议是否正确? ▲ (填“是”或“否”)理由是 ▲ 。
(12分)某草酸亚铁样品中含有少量硫酸亚铁。现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量。滴定反应是:5 Fe2+ +5C2O42—+3MnO4—+24H+==5 Fe3+ +10CO2↑+3Mn2++12H2O。
实验方案设计为:
①将准确称量的a g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内,加入适量2 mol/L的H2SO4溶液,使样品溶解,加热至70℃左右,立即用浓度为0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为b ml。
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H2SO4溶液,煮沸5—8min,经检验溶液合格后(不含Fe3+),继续用0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为c ml。
③ 。
④数据处理。
请回答下列问题:
⑴上述实验方案中的步骤③是 ▲ 。
⑵洁净的滴定管在滴定前必须进行的操作是:
Ⅰ、 ▲ ;
Ⅱ、用高锰酸钾标准溶液润洗滴定管;
Ⅲ、加入高锰酸钾标准溶液,赶走尖嘴部位的气泡;
Ⅳ、 ▲ 。
⑶步骤②中检验溶液是否合格的操作是:取1滴煮沸后的溶液滴入装有 ▲ 溶液的试管中,如 ▲ ,则说明溶液合格。
⑷某实验探究小组的一次测定数据记录如下:
a/g |
起始读数/mL |
b/mL |
c/mL |
0.1582 |
0.00 |
29.90 |
40.90 |
0.1582 |
0.00 |
30.10 |
41.10 |
0.1582 |
0.00 |
32.10 |
43.10 |
根据数据计算0.1582g 样品中:n(Fe2+)= ▲ ; n(C2O42—)= ▲ ;
FeC2O4(FeC2O4 的摩尔质量为144g/mol)的质量分数为 ▲ 。(精确到0.1%)
(10分)高温下,炼铁高炉中存在下列平衡:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) △H>0
试回答下列问题:
⑴铁在元素周期表中位于 ▲ 周期 ▲ 族。
⑵写出该反应的平衡常数表达式: ▲ ,升高温度,该反应的平衡常数K值将
▲ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡体系中固体的质量将 ▲ 。
⑶为减少高炉冶铁时,含有CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是 ▲ 。
A.其它条件不变,增加高炉的高度 B.调节还原时的炉温
C.增加原料中焦炭与赤铁矿的比例 D.将生成的铁水及时移出
⑷1100℃时, FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.4。今在一密闭容器中,加入7.2g的FeO,同时通入4.48L的CO气体(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为 ▲ 。(精确到0.1%)
(14分)A、B、C、D、E、F均为前四周期的元素,原子序数依次增大,A的核外电子数等于其电子层数,B的最外层电子数是次外层电子数的3倍,A和C、B和E同主族,B、C、D的离子具有相同的电子层结构,D的离子是同周期中离子半径最小的,F原子中共有6个未成对电子。
请回答下列问题:
⑴写出下列元素的元素符号:A ▲ 、C ▲ 、E ▲ 、F ▲ 。
⑵元素A和元素B可以形成A2B物质甲,写出甲的分子式 ▲ ,甲为 ▲ (填“极性”或“非极性”)分子。
⑶元素A和元素E形成化合物乙,用电子式表示化合物乙 ▲ ;常温下甲为液态,乙为气态,试解释原因 ▲ 。
⑷元素A与元素C形成化合物丙,丙的水溶液显碱性,试用化学方程式解释其原因:
▲ 。
⑸元素C、元素D的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式是 ▲ 。
⑹写出元素F的外围电子排布式 ▲ 。
在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率为0.225mol/(L·min)
B.图中交点表示反应达到化学平衡状态
C.升高温度,n(CH3OH)/n(CO2)减小
D.10分钟后向容器再充入1mol CO2和3mol H2,重新达平衡后,CO2体积分数将增大
Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2OCu2O+H2。下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.电解过程中电子从电源正极流出经导线流向铜极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成