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以黄铜矿精矿为原料,制取金属铜的工艺如下所示: Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为Cu...

以黄铜矿精矿为原料,制取金属铜的工艺如下所示:

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将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaOMgOAl2O3)粉碎。

采用如图所示装置进行电化学浸出实验。将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。

一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2+(水相)满分5 manfen5.comR2Cu(有机相)+2H(水相)分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。   电解硫酸铜溶液制得金属铜。

1)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:CuFeS2 + 4H+Cu2+ + Fe2+ + 2H2S↑    2Fe3+ + H2S2Fe2+ + S↓+ 2H+ 阳极区硫酸铁的主要作用是                                    2)阴极区,电极上开始时有大量气泡产生,后有红色固体析出,一段时间后红色固体溶解。写出析出红色固体的反应方程式                        

3)若在实验室进行步骤,分离有机相和水相的主要实验仪器是               

4)步骤,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是                        。(5步骤,若电解200mL0.5 mol/LCuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是                                          

 

(1)吸收硫化氢气体,防止环境污染(表述合理即可得分) (1分) (2)Cu2++2e–=Cu (2分) (3)分液漏斗 (1分) (4)增大H+浓度,使平衡2RH(有机相) + Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H+(水相)逆向移动,Cu2+进入水相得以再生 (2分) (5)c(H+)>c(SO42–)>c(Cu2+)>c(OH–) (2分) 【解析】 试题分析:(1)反应CuFeS2 + 4H+=Cu2+ + Fe2+ + 2H2S↑中有H2S气体产生,H2S有毒属于大气污染物。根据反应2Fe3+ + H2S=2Fe2+ + S↓+ 2H+ 可知,阳极区硫酸铁的主要作用是吸收硫化氢气体,防止环境污染。 (2)电解池中阴极得到电子,发生还原反应。阴极析出红色固体,说明该红色固体是铜,因此电极反应式为Cu2++2e–=Cu。 (3)有机物不溶于水,分液即可,所以分离有机相和水相的主要实验仪器是分液漏斗。 (4)加入硫酸,增大溶液中H+浓度,使平衡2RH(有机相) + Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H+(水相)逆向移动,Cu2+进入水相得以再生。 (5)200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液中硫酸铜的物质的量=0.2L×0.5mol/L=0.1mol,生成铜3.2 g,物质的量=3.2g÷64g/mol=0.05mol。这说明反应中硫酸铜还有0.05mol没有被电解。根据方程式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑可知,溶液中还生成0.05mol硫酸。由于铜离子水解,则溶液中离子浓度大小顺序是)c(H+)>c(SO42–)>c(Cu2+)>c(OH–)。 考点:考查电解原理的有关判断与计算、溶液中离子浓度大小比较、物质的分离与提纯、外界条件对平衡状态的影响以及氧化还原反应的应用  
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已知0.1mol/L H2SO4在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全。常温下有0.1mol/L的以下几种溶液的电离度(即已电离的分子数占原来分子总数的百分数)如下表,回答下列问题:

H2SO4溶液中的HSO4

NaHSO4溶液中的HSO4

CH3COOH

HCl溶液

10

29

1.33

100

1写出H2SO4在水中的电离方程式                        

2常温下,题设条件下溶液c(H+)           

3常温下,pH相同的上述几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是(填序号)  

4若将10mL题设条件下NaHSO4溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,则混合后溶液中离子浓度由大到小顺序为                                          

5根据题设条件计算CH3COOH的电离常数Ka          。若常温下,将b mol·L–1CH3COONa0.01 mol·L–1盐酸等体积混合,反应达平衡时,测得溶液的pH7用含b的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka                   

 

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某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)制备纯净的CuSO4·5H2O工艺流程如下

部分操作和条件略):

I.取工业硫酸铜固体,用稀硫酸溶解,过滤。

II.向滤液中滴加H2O2溶液,稍加热。

III.向II的溶液中加入CuO粉末至pH4

IV.加热煮沸,过滤,滤液用稀硫酸酸化至pH1

V蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥,得晶体。

已知部分阳离子生成氢氧化物的pHKsp25)如下表

物质

Fe(OH)3

Fe (OH)2

Cu(OH)2

开始沉淀时pH

2.7

7.6

4.7

完全沉淀时pH

3.7

9.6

6.7

Ksp

4.0×10–38

8.0×1016

2.2×1020

 

1II中发生反应的离子方程式是                                               

2II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是                                             

3)用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)验证IIFe2+是否转化完全的现象是                

4III中发生反应的离子方程式是                                              

通过计算说明在此条件下的溶液中Fe3+是否沉淀完全________________________(提示:当溶液中某离子浓度小于1.0×10–5 mol/L时可认为该离子沉淀完全)

5)应用化学平衡移动原理解释IV滤液用稀硫酸酸化的原因                  

 

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研究NO2SO2CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

1)利用反应:6NO28NH3满分5 manfen5.com7N212H2O可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是        L

2已知:2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g)   ΔH196.6 kJ·mol–1

2NO(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2NO2(g)   ΔH113.0 kJ·mol–1

请写出NO2SO2反应生成SO3(g)NO热化学方程式                        

一定条件下,将NO2SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是         

a.体系压强保持不变                    b.混合气体颜色保持不变

cSO3NO的体积比保持不变          d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO2

测得上述反应平衡时NO2SO2体积比为1:6,则该反应的平衡常数K         

3汽车尾气中的一氧化碳可通过如下反应降低其浓度:CO(g)+1/2O2(g)满分5 manfen5.comCO2(g)。已知某温度下在两个恒容密闭容器中进行反应容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请用“>”或“<”或“=”填写表中的空格。

容器编号

c(CO)mol·L–1

c(O2)mol·L–1

c(CO2)mol·L–1

υ()υ()

大小比较

2.0×10–4

4.0×10–4

4.0×10–4

υ()υ()

1.0×10–3

4.0×10–4

5.0×10–4

υ()    υ()

 

 

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常温下,0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定25.00mL0.1000mol/L盐酸溶液和

25.00mL0.1000mol/LCH3COOH溶液,滴定过程中pH变化曲线如下图所示。下列判断不正确的是

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A.滴定盐酸的pH变化曲线为图2

B在滴定CH3COOH溶液的过程中,始终都有c(Na+)+ c(H+)c(CH3COO)+c(OH)

C.滴定CH3COOH溶液的过程中,当滴加12.5mLNaOH溶液,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO)c(Na+)c(H+)c(OH)

D.当c(Na+)c(CH3COO)+ c(CH3COOH)时,溶液的pH7

 

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中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可以利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点,下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是

A.用标准NaOH溶液滴定盐酸溶液以测定其浓度:酚酞试液——浅红色

B.用标准FeCl3溶液滴定KI以测定其浓度:淀粉溶液——蓝色

C.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测定其浓度:KMnO4溶液——紫红色

D.利用“AgSCNAgSCN↓”原理,用标准KSCN溶液滴定AgNO3溶液以测定其浓度:FeCl3溶液——红色

 

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