【題目】下圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的對一種廢舊合金各成分(含有Cu、Fe、Si 三種成分)進(jìn)行分離、回收再利用的工業(yè)流程,通過該流程將各成分轉(zhuǎn)化為常用的單質(zhì)及化合物。
已知:298K時(shí),Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,
根據(jù)上面流程回答有關(guān)問題:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是 。
(2)加入過量FeCl3溶液過程中與較活潑的金屬反應(yīng)的離子方程式: 。
(3)過量的還原劑應(yīng)是 ,溶液b中所含的金屬陽離子有 。
(4)① 向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
② 若用X mol/LKMnO4溶液處理溶液b,當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)消耗KMnO4溶液Y mL,則最后所得紅棕色固體C的質(zhì)量為 g(用含X、Y的代數(shù)式表示)。
(5)常溫下,若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,則三種金屬陽離子沉淀的先后順序?yàn)椋?/span> > > 。(填金屬陽離子)
(6)最后一步電解若用惰性電極電解一段時(shí)間后,析出固體B的質(zhì)量為m g,同時(shí)測得陰陽兩極收集到的氣體體積相等,則標(biāo)況下陽極生成的最后一種氣體體積為 L。(用含m的代數(shù)式表示)。
【答案】(1)過濾;(2)2Fe3+ +Fe = 3Fe2+;(3)Cu粉;Cu2+,F(xiàn)e2+ ;(4)①MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O; ②0.4XY;(5)Fe3+ >Cu2+ >Mn2+ ;(6)22.4m/64。
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)三個(gè)過程中得到的是固體和溶液,因此分離方法是過濾;
(2)根據(jù)舊合金成分,以及題意FeCl3與較活潑金屬反應(yīng),金屬活動(dòng)順序表,F(xiàn)e比Cu活潑,因此2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)最后電解液中有Cu2+,所以加入的過量的還原劑為Cu;發(fā)生的反應(yīng)Cu+2Fe3+ = 2Fe2++Cu2+,因此金屬陽離子為Cu2+、Fe2+;
(4)①高錳酸鉀溶液把Fe2+氧化成Fe3+,根據(jù)化合價(jià)的升降法進(jìn)行配平,其離子反應(yīng)方程式為MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2++ 5Fe3++4H2O;②根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,Y × 10-3 × X × 5 = n(Fe2+) × 1,n(Fe2+) = 5XY × 10-3mol,根據(jù)鐵元素守恒n(Fe2O3) = n(Fe2+)/2 = 5XY × 10-3/2mol,m(Fe2O3) = 5XY × 10-3 × 160/2g = 0.4XYg;
(5)假設(shè)金屬陽離子的濃度為1mol·L-1,根據(jù)溶度積的定義,F(xiàn)e(OH)3中的c3(OH-) = Ksp(Fe(OH)3)/c(Fe3+) = 4 × 10-38/1 = 4 × 10-38,Cu(OH)2中c2(OH-) = Ksp(Cu(OH)2)/c(Cu2+) = 2.2 × 10-20,Mn(OH)2中c2(OH-) = Ksp(Mn(OH)2) = 1.9 × 10-13,因此得出金屬陽離子沉淀的先后順序是:Fe3+>Cu2+>Mn2+;
(6)因?yàn)殛庩杻蓸O上收集到氣體,因此分為兩個(gè)過程,第一過程中:陽極:4OH--4e- = 2H2O+O2↑,陰極:Cu2++2e- = Cu,第二個(gè)過程:陽極:4OH--4e- = 2H2O+O2↑,陰極:2H++2e- = H2↑,n(Cu) = m/64mol,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,推出第一過程中n(O2) = m/128mol,兩電極上收集到氣體體積相等,設(shè)生成氫氣的物質(zhì)的量為xmol,因此有m/128+x/2 = x,解得x = m/64mol,因此陽極最后一種氣體的體積為:22.4m/64L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用一種試劑即可將酒精、苯酚溶液、己烯、甲苯4種無色液體區(qū)分開來,這種試劑是( )
A.溴水 B.FeCl3溶液 C.KMnO4溶液 D.金屬鈉
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從海帶中提取碘
①滴加稀硫酸和雙氧水
②在海帶中加入少量酒精,點(diǎn)燃使其燃燒為灰燼,在灰燼中加水?dāng)嚢瑁?
③加四氯化碳并振蕩
④過濾
⑤分液。
該實(shí)驗(yàn)的合理操作順序是
A. ①③⑤②④ B. ②①③④⑤ C. ②④①③⑤ D. ③①②⑤④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)為純凈物的是
A.C4H10
B.淀粉
C.提純后的 Fe(OH)3 膠體
D.分子中共用電子對對數(shù)為 7 的烷烴
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是 ( )
A. 燒瓶、錐形瓶、蒸發(fā)皿加熱時(shí)均需要墊上石棉網(wǎng)
B. 分液漏斗、滴定管、容量瓶使用前均需要檢查是否漏水
C. 配制1 mol·L-1 NaCl溶液、測定Na2CO3溶液的pH、焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)均需要用到玻璃棒
D. 量取25.00ml某鹽酸,可以用量筒或者酸式滴定管
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng),生成H22.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),原混合物質(zhì)量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 10g D. 12g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著吸要的應(yīng)用.
(l)已知:2SO2(g)+O2═2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1,2NO(g)+O2═2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1.則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)的△H= _________;
(2)雄黃(As4S4)和雌黃(As2S3)是提取砷的主要礦物原料.已知As2S3和HNO3有如下反應(yīng):As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O.當(dāng)生成H3AsO4的物質(zhì)的量為0.6mol,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_________。
(3)向等物質(zhì)的量濃度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量。其中H2S、HS-、S2-的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示(忽略滴加過程H2S氣體的逸出),滴加過程中,溶液中微位濃度大小關(guān)系正確的是_________ (填字母)。
A.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-)
B.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
C.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
(4)某學(xué)習(xí)小組以SO2為原料,采用電化學(xué)方法制取硫酸。該小組設(shè)計(jì)的原電池原理如圖2所示.寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_________;
(5)難溶物ZnS遇CuSO4認(rèn)溶液會慢慢轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)(CuS)。若轉(zhuǎn)化后溶液中c(Zn2+)=3.0×10-2molL-1,則c(Cu2+)= _________ molL-1〔已知Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(ZnS)=1.0×10-24
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CuSO4溶液與K2C2O4溶液混合反應(yīng),產(chǎn)物之一是只含一種陰離子的藍(lán)色鉀鹽水合物。通過下述實(shí)驗(yàn)確定該晶體的組成。
步驟a:稱取0.6720 g樣品,放入錐形瓶,加入適量2 mol·L-1稀硫酸,微熱使樣品溶解。再加入30 ml水加熱,用0.2000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗8.00 ml。
步驟b:接著將溶液充分加熱,使淡紫紅色消失,溶液最終呈現(xiàn)藍(lán)色。冷卻后,調(diào)節(jié)pH并加入過量的KI固體,溶液變?yōu)樽厣?/span>產(chǎn)生白色沉淀CuI。用0.2500 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗8.00 ml。
已知涉及的部分離子方程式為:
步驟a:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑
步驟b:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
(1)已知室溫下CuI的Ksp=1. 27×10-12,欲使溶液中c(Cu+)≤1.0×10-6 mol·L-1,應(yīng)保持溶液中c(I-)≥ mol·L-1。
(2)MnO4-在酸性條件下,加熱能分解為O2,同時(shí)生成Mn2+。該反應(yīng)的離子方程式為 。
若無該操作,則測定的Cu2+的含量將會 (填“偏高”、“偏低” 或“不變”)。
(3)步驟b用淀粉溶液做指示劑,則滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為 。
(4)通過計(jì)算確定樣品晶體的組成。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)指出下列能量的變化:(每空1分)
學(xué)校燃燒煤煮飯 ,用畜電池點(diǎn)亮燈泡 。
(2)原電池是化學(xué)對人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。某興趣小組為研究原電池原理,設(shè)計(jì)如圖裝置:
①a和b不連接時(shí),燒杯中現(xiàn)象是 。
②a和b用導(dǎo)線連接,Cu極為原電池___極(填“正”或“負(fù)”),電極反應(yīng)式為: ;溶液中H+移向_____(填“Cu”或“Zn”)極。電池總反應(yīng)式為: 。
③若電解質(zhì)溶液改為AgNO3溶液,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),則理論上Cu片質(zhì)量變化為_ ___g。
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