(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150 g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05000 mol·L-1标准碘溶液进行滴定,初读数为0.10 mL,末读数如右图所示。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2 + 21O2 高温 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2,若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)装置a的作用是 。
A.有利于空气中氧气充分反应 B.除去空气中的水蒸气
C.有利于气体混合 D.有利于观察空气流速
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为 mL。用化学方程式表示滴定的原理: 。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为 。
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2,
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是 。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32﹣):n(HSO3﹣)变化关系如下表:
n(SO32﹣):n(HSO3﹣) | 99:1 | 1:1 | 1:99 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
①上表判断NaHSO3溶液显 性。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)= c(SO32-)+ c(HSO3-)+c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如图:
①HSO3-在阳极放电的电极反应式是 。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。
(16分)X、Y、Z三种短周期元素,其单质在常温下均为无色气体,它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质两两化合,可发生如右图所示变化。己知l个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中含有Z元素的原子个数少1个。请回答下列问题:
(1)由 X、Y、Z三种元素共同组成的三种不同种类的常见化合物的化学式为 ,相同浓度上述水溶液中由水电离出的c(H+)最小的是 (填写化学式)。
(2)Allis-Chalmers制造公司发现可以用C作为燃料电池的燃料,以氢氧化钾溶液为介质,反应生成对环境无污染的常见物质,试写出该电池负极的电极反应式 ,溶液中OH-向 极移动(填“正”或“负”)。
(3)Z分别与X、Y两元素可以构成18个电子分子甲和乙,其分子中只存在共价单键,常温下甲、乙均为无色液体,甲随着温度升高分解速率加快。
①乙能够将CuO还原为Cu2O,已知每lmol乙参加反应有4mole- 转移,该反应的化学方程式为 。
②将铜粉末用10%甲和3.0mol•L-1H2SO4混合溶液处埋,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜的平均溶解速率 (×10-3mol•L-1·min-1) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
由表中数据可知,当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是
_____________________________________________________。
③实验室可用甲作试剂取X的单质,发生装置可选用下图中的 (填装置代号)。
已知25℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( )
A.25℃时,0.1 mol·L-1HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中有CaF2沉淀产生 D.加入CaCl2溶液后体系中的c(H+)浓度不变
用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.燃料电池工作时,正极反应为:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
B.若a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出
C.若a、b极都是石墨,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
D.若a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出
由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去)。关于混合粉末的组成判断正确的是
A.一定含CuO和C B.一定含Fe2O3、CuO和C
C.一定含CuO和C,一定不含Al D.气体Z为纯净物