物質(zhì) | 開始沉淀時的pH | 完全沉淀時的pH |
Fe(OH)3 | 2.2 | 3.2 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Cu(OH)2 | 4.7 | 6.4 |
分析 孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物,向孔雀石中加入足量稀硫酸,發(fā)生的反應(yīng)有Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,F(xiàn)e+H2SO4=FeSO4+H2↑,硅和稀硫酸不反應(yīng),溶液A只含Cu2+、Fe2+兩種金屬離子,然后過濾得到的濾渣中含有Si的氧化物,溶液A中含有含有鐵鹽和亞鐵鹽及硫酸銅,氣體E為CO2、H2,通入氨氣,2NH3+CO2+CaCl2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl,制備氯化銨,向溶液A中加入試劑①得到溶液B,試劑①是一種氧化劑,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+且不能引進雜質(zhì),可選取雙氧水,向溶液B中加入試劑②經(jīng)過操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D,則操作Ⅰ為過濾,D為Fe(OH)3,以及過量的試劑,溶液C為硫酸銅溶液,所以為試劑②為CuO或Cu(OH)2或CaCO3 或Cu2(OH)2CO3,據(jù)此答題.
(1)堿式碳酸銅能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳;
(2)Fe2+具有還原性,可使高錳酸鉀溶液褪色,高錳酸鉀溶液與Cu2+、Fe3+不反應(yīng),NaOH 與Cu2+、Fe2+、Fe3+都反應(yīng),無法鑒別,H2O2 與Fe2+反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,F(xiàn)e2+與KSCN不反應(yīng);
(3)試劑①是一種氧化劑,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+且不能引進雜質(zhì),以便在Cu(OH)2沉淀之前,通過調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀完全;
(4)溶液B加入CuO調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去,調(diào)節(jié)溶液的PH,除去鐵離子雜質(zhì);
(5)根據(jù)流程圖知,生成的氣體E為二氧化碳、氫氣,制取銨鹽需通氨氣,根據(jù)侯氏制堿法原理分析;
(6)氧化還原反應(yīng)中失電子的元素化合價升高,得電子的元素化合價降低,化合價降低數(shù)目=化合價升高數(shù)目=轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目,F(xiàn)e2+溶液與KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)中MnO4-被還原為Mn2+,結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平書寫;根據(jù)MnO4-~5Fe2+,計算A溶液中Fe2+濃度.
解答 解:(1)堿式碳酸銅為堿式鹽能與稀硫酸反應(yīng):Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,生成硫酸銅、水和二氧化碳,
故答案為:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑;
(2)Fe2+具有還原性,可被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使高錳酸鉀溶液褪色,與KSCN不反應(yīng),加入氫氧化鈉溶液可生成氫氧化鐵、氫氧化銅沉淀而不能檢驗Fe2+,雙氧水,雙氧水是一種綠色試劑,將Fe2+氧化為Fe3+,但無明顯現(xiàn)象,只有a正確,
故答案為:a;
(3)試劑①是一種氧化劑,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+且不能引進雜質(zhì),可選取雙氧水,以便在Cu(OH)2沉淀之前,通過調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀完全,
故答案為:將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+(以便在Cu(OH)2沉淀之前,通過調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀完全)
(4)在溶液B中加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全沉淀,且不引入新的雜質(zhì),根據(jù)表中數(shù)據(jù),F(xiàn)e3+完全沉淀時PH的范圍是2.2~3.2,
故答案為:CuO或Cu(OH)2或CaCO3 或Cu2(OH)2CO3;
(5)根據(jù)流程圖知,生成的氣體E為二氧化碳、氫氣,在氯化鈣溶液中通入氣體F為氨氣制備碳酸鈣納米材料,因為二氧化碳不與氯化鈣溶液反應(yīng),同時二氧化碳在水中的溶解度很小,因此,要先向氯化鈣溶液中加入氨水或通入氨氣,在堿性溶液中通入二氧化碳,增加二氧化碳的溶解度,從而生成碳酸鈣,反應(yīng)方程式為:2NH3+CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,
故答案為:NH3;2NH3+CO2+H2O+CaCl2→CaCO3↓+2NH4Cl;
(6)Fe2+溶液與KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)中MnO4-被還原為Mn2+,最小公倍數(shù)為5,所以KMnO4前系數(shù)為1,F(xiàn)e2+前系數(shù)為5,反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,根據(jù)離子方程可知MnO4-~5Fe2+,用去 KMnO4的物質(zhì)的量為16.00mL×0.0240mol/L=3.84×10-4mol,所以A溶液中Fe2+濃度為$\frac{3.84×1{0}^{-4}mol×5}{0.02L}$=0.096mol/L,
故答案為:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;0.096mol/L.
點評 本題考查以孔雀石為主要原料制備CuSO4•5H2O及納米材料,為高頻考點和常見題型,側(cè)重于學生的分析、實驗和計算能力得到考查,注意把握實驗的原理以及物質(zhì)的性質(zhì),為解答該類題目的關(guān)鍵,注意掌握實驗基本操作和流程分析,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 配制1L該溶液,可將0.1mol CaCl2溶于1L水中 | |
B. | Ca2+和Cl-的物質(zhì)的量濃度都是0.1mol•L-1 | |
C. | 從試劑瓶中取該溶液的一半,則所取溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05mol•L-1 | |
D. | 將該瓶溶液稀釋一倍,則所得溶液的c(Cl-)為0.1mol•L-1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 13.2mol•L-1 | B. | 5.85mol•L-1 | C. | 23.4mol•L-1 | D. | 11.7mol•L-1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
pH | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
CuCl產(chǎn)率(%) | 70 | 90 | 82 | 78 | 75 | 72 | 70 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 具有下列電子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2、1s22s22p3、1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p1 原子半徑④>①>③>② | |
B. | 具有下列價電子排布式的原子中,①1s22s22p63s2;②1s22s22p63s23p1;③1s22s2 2p3;④1s22s22p4.第一電離能:③>④>①>② | |
C. | ①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se 、躈a、P、Cl,元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④ | |
D. | 某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能(kJ•mol-1)分別為738、1451、7733、10540、13630、17 995、21703,當它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X3+ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | Al2(SO4)3=2Al3++3SO42- | B. | Na2CO3=Na++CO32- | ||
C. | Ba(OH)2=Ba2++2 OH- | D. | NaHSO4=Na++H++SO42- |
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