[化学—选修2:化学与技术]
工业炼铜的方法有由黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不含铜元素)炼制精铜的工艺流程示意图如图:
(1).黄铜矿中铜的质量分数为0.4,生产1吨纯铜理论上需要这种黄铜矿____________吨。
(2).在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,_____________________。且部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物。
(3).从环保环境和充分利于原料角度看如何处理和利用产生的烟气?___________。
(4).在转炉中,冰铜中的Cu2S先被氧化成Cu2O,,生成的Cu2O再与Cu2S反应,两步反应的热化学方程式为:①2Cu2S(s)+3O2(g)═2Cu2O(s))+2SO2(g)△H=-768.2kJ.mol-1
②2Cu2O(s)+Cu2S(s)═6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0kJ.mol-1
则反应Cu2S转化为铜的热化学方程式:_________________________。
将3molCu2S与一定量的空气(氮气、氧气的体积比为4:1)在密闭容器中充分反应(假设各步反应都完全且Cu2S完全参与反应),得到单质铜3mol,所得气体中SO2的体积分数为_____________。
(5).电解精炼铜,电解质溶液为______________,电解一段时间后,电解质溶液的浓度_____________(填“减少”、“不变”、或“增大”)
(6).利于反应Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O可以制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为__________________。
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂,某学习小组以Fe(NO3)2为研究对象,通过实验探究其热分解的产物,查阅资料,根据硝酸盐受热分解的规律,提出如下4种猜想:
甲:Fe2O3、NO2乙:Fe2O3、NO2、O2丙:Fe3O4、NO2、O2丁:FeO、NO2、N2
(1).实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是__________________.
针对上述猜想,设计如图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2).实验过程
①仪器连接后,放人固体试剂之前,应______________
②称取Fe(NO3)2固体3.6g置于A中,加热前先打开K,___________,后再关闭K,用酒精灯加热
③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化.
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.6g
⑤取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象.
(3).实验结果分析讨论:
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析,可初步确认分解产物中有____________。
②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中溶液颜色会退去;另一个同学认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是_________________。
③为了验证是否有O2,某同学另称Fe(NO3)2固体3.6g,充分加热,收集气体,假设产生的气体全部收集,将集满气体的试管倒放在水槽中,观察到的现象是红棕色消失,液面上升,进入试管中的溶液大于2/3,通入一定量的O2后,气体全部被吸收,请写出Fe(NO3)2受热分解的化学方程式______________,通入O2的物质的量为_____________。
④小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。写一点不足之处:__________________________。
二水合重重铬酸钠(Na2Cr2O7.2H2O),[已知M(Na2Cr2O7.2H2O)=298g/mol]俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO.Cr2O3,还含有A1203、MgO、Si02等杂质)为主要原料生产,其主要工艺流程如图:
已知信息:
Ⅰ.“①”中涉及的主要反应是:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH如下:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | Cr(OH)3 |
完全沉淀时溶液PH | 4.7 | 3.7 | 11.2 | 5.6 |
(1).杂质A12O3、SiO2与纯碱反应转变为可溶性盐,写出A12O3纯碱反应的化学方程式为:______________,滤渣1的主要成分为__________________。
(2).“③”中通过调节PH除去杂质,调节PH至___________。
(3).“⑤”中向滤液中加入物质A,得到Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液,物质A为__________,简述原因:______________________________。(用离子方程式及文字加以说明)
(4).如图是Na2Cr2O3.2H2O和Na2SO4的溶解度曲线。提纯的实验操作:将Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液______________________,得到Na2SO4固体和较纯净的Na2Cr2O3溶液。
(5).实验室测定所得产品中红矾钠的纯度,称取产品3.2g,配成250mol溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾,放于暗处5min,写出离子方程式:________________。然后加水100mL,加入3mL淀粉指示剂,用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定I2+2S2O32-=2I-+S4O62-若达到滴定终点时,共用去Na2S2O3标准溶液60mL,所得产品的纯度是_________(结果保留小数点后1位)。
根据要求回答下列问题:
(1).制取MgCl2的过程中涉及反应:MgCl2.6H2OMgCl2+6H2O,该反应要在HCl气氛中进行,原因是____________________。
(2).在实验室模拟氯碱工业电解饱和食盐水,用玻璃棒蘸浓氨水检验阳极产生的气体,生成大量白烟。写出化学方程式____________________。直接电解氯化钠稀溶液可制备“84”消毒液,所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式:___________________,下列措施能增强“84”消毒液杀菌能力的是___________(填序号)
A.加入适量醋酸b.加入适量亚硫酸
c.加入少量NaOH粉末D.加入适量的稀盐酸
(3).生活中常用ClO2净化自来水,将SO2通入硫酸酸化的KClO3可以制备ClO2,氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。有效氯含量可以来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为__________(结果保留小数点后1位)。
(4).某学习小组探究过氧化钠和二氧化硫的化学反应,有同学认为类似于过氧化钠和二氧化碳的反应,有同学认为二氧化硫全被氧化,现向过氧化钠中通入足量的二氧化硫,请设计实验证明二氧化硫部分被氧化:___________________。
将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸溶液中,两者恰好完全反应,假设反应过程中还原产物全是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为2mol/LNaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加3.4g,则下列有关叙述中正确的是
A.开始加入合金的质量可能为5.6g
B.参加反应的硝酸的物质的量为0.2mol
C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200mL
D.标况下产物NO体积为4.48L
固体粉未X可能含有Fe、Fe3O4、CuO、MnO2、Na2SO4和NaSO3中的若干种,为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了以下实验:①将X加人足量水中,得到不溶物Y和溶液Z;②取少量Y加人足最浓盐酸,加热,产生黄绿色气体.并有少量红色不溶物;③向Z溶液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再加足量稀硝酸沉淀不溶解。分析以上实验现象,下列结论正确的是
A.X中一定不存在Fe3O4
R.Y中不一定存在MnO2
C.Z溶液中一定含有Na2SO4
D.不溶物Y中一定含有Fe和CuO