[化学选修2——化学与技术](15分)
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组,将一批废弃的线路析简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
请回答下列问题:
(1)第①步Cu与酸反应的所有的离子方程式为_______;得到滤渣1的主要成分为___________。
(2)第②步加H2O2的作用是___________,使用H2O2的优点是___________,调溶液pH的目的是使________________生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_______________________。
(4)由滤渣2制取Al2(S04)3•18H2O,探究小组设计了三种方案:
上述三种方案中,________方案不可行,原因是________________从原子利用率角度考虑,__________方案更合理。
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应),某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定;
①按如图组装仪器,检查装置的气密性;
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品都为碱石灰(详见图示,夹持仪器省略)
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯
④充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却.
(1)装置C的作用为__________________;
(2)测的反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为__________________;
(3)若将H2换成CO,则还需补充___________装置。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定
(1)步骤④中煮沸的作用是__________________;
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、__________________;
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是__________
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d.锥形瓶不需要用待测液润洗
e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
(4)若滴定过程中消耗0.5000mol•L-1KI溶液20.00ml,则铁矿石中铁的百分含量为________________;
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为_______________。
某研究性学习小组为探究二氧化硫的还原性,查阅到如下资料:
资料卡 NO:2006—KI—001 主题:二氧化硫的还原性 ①课本上:向二氧化硫水溶液中滴加BaCl2溶液,再滴加0.5mL3%的过氧化氢溶液,振荡片刻后滴加稀盐酸,有白色沉淀生成 ②《无机化学》下册,P658:亚硫酸是较强的还原剂,可以将Cl2、I2、MnO4-还原为Cl-、I-、Mn2+,如: H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI |
根据上述资料,请你参与以下探究:
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式_____________________________;
(2)把足量SO2通入适量的碘水中,可能观察到的现象是_____________________;
(3)证明SO2被氧化为SO42-所使用的试剂是______________;
(4)如果该探究小组想利用上述原理除去CO2中的SO2,并检验是否除尽,下列方案可行的是__(填字母)
A、将混合气体通过碘水,再通过品红溶液
B、将混合气体通过氯化钡和过氧化氢的混合溶液,再通过碘水溶液
C、将混合气体通过NaOH溶液,再通过品红溶液
D、将混合气体通过浓硫酸溶液,再通过品红溶液
(5)若该探究小组就上述实验提出,把含+4价硫元素化合物转化为含+6价硫元素化合物,下列试剂可以实现上述转化的是_______(填字母)
A、氧气 B、MnO4- C、氯气 D、浓硫酸
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应:其中一个反应为:3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,该过程若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移_____ mol电子;
(2)氯化铝溶液显酸性,原因是_________________________(用离子方程式稀释);
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素(CO(NH2)2;它易被氧化),原理如下图所示。
①电源的负极为_________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为_________、_________。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将_________;若阴极共收集到气体6.72L(标准状况),则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。
(4)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•moL-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•moL-1
H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•moL-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:_________。
一块11.0g的铁铝合金,加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解,然后加H2O2到溶液中无Fe3+存在,加热除去多余的H2O2,当加入200mL 6mol•L-1 NaOH溶液时沉淀量最多,且所得沉淀质量为26.3g,下列说法不正确的是
B.合金与稀硫酸反应共生成0.45mol H2
A.该合金中铁的质量为5.6g
C.该合金与足量氢氧化钠反应,转移的电子数为0.6NA
D.所加的稀硫酸中含0.6molH2SO4
下列陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系的是
选项 | 陈述Ⅰ | 陈述Ⅱ |
A | 常温下铁与浓硫酸不反应 | 可用铁槽车密封运送浓硫酸 |
B | NaHCO3溶于水完全电离 | NaHCO3是强电解质 |
C | NH4Cl为强酸弱碱盐 | 用加热法除去NaCl中的NH4Cl |
D | H2O2、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色 | H2O2表现还原性、SO2表现漂白性 |