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以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示: Ⅰ. 将黄铜矿精矿(主要...

以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:

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

. 采用如下装置进行电化学浸出实验

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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+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H

阳极区硫酸铁的主要作用是       

电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是       

2)阴极区,电极上开始时有大量气泡产生,后有固体析出,一段时间后固体溶解。

写出上述现象对应的反应式       

3)若在实验室进行步骤Ⅲ,分离有机相和水相的主要实验仪器是        ;加入有机萃取剂的目的是       

4)步骤Ⅲ,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Ⅳ,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        。(忽略电解前后溶液体积的变化)

 

(1)①吸收硫化氢气体,防止环境污染 ( 1分) ②Fe2+-e-= Fe3+ (1分) (2)2H++2 e-= H2↑ Cu2++2e-= Cu 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O(各1分) (3)分液漏斗 (1分) 富集Cu2+,分离Cu2+与其它金属阳离子 (2分,每个要点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(1分) (5) c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-)(2分) 【解析】 试题分析:(1)①根据2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,可判断Fe2(SO4)3的主要作用是氧化H2S气体,防止H2S对环境的污染。 ②当Fe3+被H2S还原为Fe2+后,在阳极上Fe2+-e-=Fe3+,使Fe3+的浓度基本保持不变。 (2)在阴极上,2H++2e-=H2↑,然后Cu2++2e-=Cu,接着在酸性条件下,Cu被O2氧化成CuO,CuO和H2SO4反应生成CuSO4,反应的总反应式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。 (3)有机相和水相不混溶,所以应用分液漏斗分离,由于Cu2+在有机相中,所以加入有机萃取剂可富集Cu2+。 (4)由于增大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。 (5)2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑ 0.05 mol 0.05 mol 所以n(H+)=0.1 mol 由于Cu2+的水解,所以n(Cu2+)<0.05 mol,n(H+)>0.1 mol,所以c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-)。 考点:考查电化学原理的应用  
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CO是现代化工生产的基础原料,下列有关问题都和CO的使用有关。

1 工业上可利用CO生产乙醇:

2COg)+4H2g满分5 manfen5.comCH3CH2OHg)+H2Og ΔH1

又已知:H2Ol=== H2Og ΔH2

COg)+H2Og满分5 manfen5.comCO2g)+H2g ΔH3

工业上也可利用CO2g)与H2g)为原料合成乙醇:

2CO2g)+6H2g满分5 manfen5.comCH3CH2OHg)+3H2Ol ΔH

则:ΔHΔH1ΔH2ΔH3之间的关系是:ΔH_______________________

2)一定条件下,H2CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应:

4H2g+2COg满分5 manfen5.com CH3OCH3g+H2Og),

下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有    

A2vH2= vCO

BCO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率

C.容器内的压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

3)工业可采用COH2反应合成再生能源甲醇,反应如下:

COg+ 2H2g满分5 manfen5.comCH3OHg

在一容积可变的密闭容器中充有10molCO20mol H2

在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图1)所示。

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合成甲醇的反应为__    (填放热吸热)反应。

ABC三点的平衡常数KAKBKC的大小关系为___      

③若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为               L

④(图2)中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图.

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CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图3)所示,实际生产时条件控制在250 ℃、13×104 kPa左右,选择此压强的理由是________

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部分弱酸的电离平衡常数如表:

弱酸

HCOOH

HNO2

H2S

H2SO3

H2C2O4

电离平

衡常数

25℃)

K=1.8×104

K=5.1×104

K1=9.1×108

K2=1.1×1012

K1=1.23×102

K2=6.6×108

K1=5.4×102

K2=5.4×105

1)请写出HNO2的电离方程式                                          

2)上表的5种酸进行比较,酸性最弱的是:_______________HCOOS2HSO3 3种离子中,最难结合H+的是         

3)在浓度均为0.1mol/LHCOOHH2C2O4混合溶液中,逐渐滴入0.1mol/LNaOH溶液,被OH先后消耗的酸及酸式酸根依次是:_______________________

4)已知HNO2具有强氧化性,弱还原性。将HNO2溶液滴加到H2S溶液中,同时有沉淀和无色气体生成,该气体遇空气立即变为红棕色,试写出两酸之间的化学反应方程式:__________________

5)下列离子方程式书写正确的是            

AHNO2 + HS == NO2+ H2S↑

B2HCOOH+SO32— == 2HCOO+H2O+SO2

CH2SO3+2HCOO == 2HCOOH+SO32—

DH2SO3+ SO3 2— == 2HSO3

EH2C2O4+ NO2== HC2O4+ HNO2

6已知HX为一元弱酸。某混合溶液中含有4mol NaX2mol Na2CO31mol NaHCO3。往溶液中通入3mol CO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,计算某些物质的量:

Na2CO3          _NaHCO3      

 

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滴定实验是化学学科中重要的定量实验。 请回答下列问题:

1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作造成测定结果偏高的是______(填选项字母)

A、滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。

B、盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗

C、酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗

D、滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失

2)氧化还原滴定——取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:

滴定次数

待测液体积(mL)

标准KMnO4溶液体积(mL)

滴定前读数

滴定后读数

第一次

25.00

0.50

20.40

第二次

25.00

3.00

23.00

第三次

25.00

4.00

24.10

滴定时,KMnO4溶液应装在            (”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是        

②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________

3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是            (填选项字母)

难溶物

AgCl

AgBr

AgCN

Ag2CrO4

AgSCN

颜色

浅黄

砖红

Ksp

1.77×1010

5.35×1013

1.21×1016

1.12×1012

1.0×1012

ANaCl     BNaBr     CNaCN    DNa2CrO4

 

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下表是不同温度下水的离子积常数:

温度/

25

T2

水的离子积常数

1×1014

1×1012

试回答以下问题:

1T2℃时,将pH11的苛性钠溶液V1 LpH1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH2,则V1V2__________。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是________________                 ____

225℃时,用0.01mol/LNaOH溶液滴定0.02mol/L 的硫酸,中和后加蒸馏水稀释到5mL,若滴定时终点判断有误差;①多加了1NaOH溶液②少加1NaOH溶液(设1滴为0.05mL),则①和②溶液中cOH)之比是          

325℃时,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH8,同浓度的NaAlO2溶液的pH11。将两种溶液等体积混合,可能发生的现象____________________________________,其主要原因是(用离子方程式表示)                                 

4)已知25℃时:

难溶物

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Zn(OH)2

Ksp

8.0×1016

8.0×1038

1.0×1017

用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解。当加碱调节pH       时,铁刚好完全沉淀而锌开始沉淀(离子浓度小于1×105mol/L时,即可认为该离子沉淀完全;假定Zn2浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果和原因是       。(lg2=0.3   lg3=0.48

 

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一定温度下,将0.1molAgCl固体加入1L 01mol·L1Na2CO3溶液中,充分搅拌(不考虑液体体积变化),已知:Ksp(AgCl)=2×1010Ksp(Ag2CO3)=1×1011,下列有关说法正确的是    

A、沉淀转化反应2AgCl(s)+ CO32(aq)满分5 manfen5.comAg2CO3(s)+2Cl(aq)的平衡常数为20mol·L1

B、约有2×105mol AgCl溶解

C、反应后溶液中的:c(Na+)c (CO32) c (Ag+)c (Cl) c (H+)

D、反应后溶液中的:c(Na+)+ c (Ag+)+ c (H+)=c (CO32)+ c (HCO3)+ c (Cl) +c (OH)

 

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