14.銅及其化合物在工業(yè)上有許多用途.回答下列問(wèn)題:
(1)某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如下:

①浸取反應(yīng)中氧化劑的化學(xué)式為MnO2;濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2(寫化學(xué)式)
②“除鐵”這一步反應(yīng)在25℃進(jìn)行,加入試劑A調(diào)節(jié)溶液PH為4后,溶液中銅離子最大濃度不超過(guò)2.2 mol/L.(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
③“沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O.
④濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(NH42SO4 (寫化學(xué)式).
(2)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用電化學(xué)原理模擬濕法煉銅,進(jìn)行了一系列探究活動(dòng).
①如下左圖為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的原電池裝置,鹽橋內(nèi)裝載的是足量用飽和氯化鉀溶液浸泡的瓊脂,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差6.00g,則導(dǎo)線中通過(guò)了0.1mol電子,若不考慮甲、乙兩池電解質(zhì)溶液中的離子向鹽橋中移動(dòng),則甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量相差0.4g

②其他條件不變,若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池,如上右圖所示,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與先前一樣,但偏轉(zhuǎn)角度明顯減。欢螘r(shí)間后,乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一層紫紅色固體,則甲池銅絲附近溶液的pH增大(填“減小”、“增大”或“不變”),乙池中石墨為陰極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)

分析 輝銅礦主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì),加入稀硫酸和二氧化錳浸取,過(guò)濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S,濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子,加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過(guò)濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用,得到堿式碳酸銅,
(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,根據(jù)方程式判斷;
②根據(jù)Ksp=c(Cu2+)•[c(OH-)]2=2×10-20,根據(jù)OH-離子的濃度計(jì)算Cu2+離子的濃度;
③“沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,以此可書(shū)寫反應(yīng)的離子方程式;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌得到硫酸銨晶體;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),F(xiàn)e為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+,石墨為正極,發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu;根據(jù)甲乙兩池得失電子相等計(jì)算甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量差;
②根他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池.

解答 解:(1)①由濾渣1的成份可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)降低,被還原,MnO2為氧化劑,因二氧化硅與酸不反應(yīng),則濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2,
故答案為:MnO2;SiO2;
②溶液pH=4,c(OH-)=10-10mol/L,則稀釋后的溶液中銅離子濃度最大不能超過(guò):$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1{0}^{-10})^{2}}$mol/L=2.2 mol/L,
故答案為:2.2;
③“沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O,
故答案為:Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;
④濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌得到硫酸銨晶體,
故答案為:(NH42SO4;
(2)①圖2為原電池反應(yīng),F(xiàn)e為負(fù)極,發(fā)生:Fe-2e-=Fe2-,石墨為正極,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,總反應(yīng)式為Fe+Cu2+═Fe2++Cu,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差6g,
則        Fe+Cu2+═Fe2++Cu       兩極質(zhì)量差△m      轉(zhuǎn)移電子
          56g                   64g        56g+64g=120g        2mol
                                                       6g                      n
則:n=0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol;
甲池中溶解鐵的質(zhì)量為:$\frac{0.1mol}{2}$×56g/mol=2.8g,溶液質(zhì)量增加2.8g,乙池中析出銅的質(zhì)量為:$\frac{0.1mol}{2}$×64g/mol=3.2g,溶液減少3.2g,則甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量相差3.2g-2.8g=0.4g,
故答案為:0.1;0.4g;
②其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,則乙裝置是電解池,甲裝置是原電池,F(xiàn)e是負(fù)極,發(fā)生:Fe-2e-=Fe2+,Cu絲是正極,正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-,呈堿性,則甲池銅絲附近溶液的pH增大,乙池中與銅線相連石墨電極是陽(yáng)極,該極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,與鐵絲相連石墨電極是陰極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-=Cu,
故答案為:增大;陰.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備方案的設(shè)計(jì),題目難度中等,物質(zhì)分離提純的方法和流程分析應(yīng)用、原電池、電解池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫和電子守恒的應(yīng)用知識(shí),為高頻考點(diǎn),屬于綜合知識(shí)的考查,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰、電化學(xué)原理應(yīng)用能力的考查,解答該類題目,注意把握實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)原理和操作流程的目的,主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.已知A、B、C、D是1~18號(hào)元素中的四種,0.5molA元素的離子得到6.02×1023個(gè)電子被還原為中性原子,0.4g A的氧化物恰好與100mL0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng),A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等.B是地殼中含量最多的金屬元素.C得到一個(gè)電子后與氬的電子層結(jié)構(gòu)相同,其最高價(jià)氧化物的水化物為自然界最強(qiáng)的酸.D元素是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素,其最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍.
(1)寫出下列元素的名稱:B鋁C氯
(2)元素D 在周期表中的位置是第二周期ⅣA族.
(3)元素A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(4)A的單質(zhì)可在D的最高價(jià)氧化物中燃燒得到一種白色固體和一種黑色固體,試寫出其化學(xué)方程式2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C.
(5)C的單質(zhì)可用于生產(chǎn)漂白粉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
(6)向10mL濃度為1mol/L的B、C兩元素形成的化合物的水溶液里逐滴滴入35mL濃度為1mol/L的苛性鈉溶液,現(xiàn)象是先生成白色沉淀,后白色沉淀部分溶解.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.常溫下,醋酸和氨水的電離平衡常數(shù)均為1.8×10-5.向10mL濃度為0.1mol•L-1的NH3•H2O溶液中滴加相同濃度的CH3COOH(溫度變化忽略不計(jì)),在滴加過(guò)程中( 。
A.$\frac{c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$先增大再減小
B.c(NH4+)與c(NH3•H2O)之和始終保持不變
C.水的電離程度始終增大
D.當(dāng)加入CH3COOH的體積為10mL時(shí),c(NH4+)=c(CH3COO-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.3.6g烴A和Cl2發(fā)生取代反應(yīng),控制條件使其生成一氯代物,將反應(yīng)生成的氣體用NaOH溶液中和恰好和0.1mol•L-1NaOH溶液500mL完全反應(yīng),試解答下列問(wèn)題:
(1)求鏈烴A的相對(duì)分子質(zhì)量72.
(2)若A既不能使酸性KMnO4溶液褪色又不能使溴水褪色,試求該烴的分子式C5H12,并寫出符合該分子式的所有可能的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH32、C(CH34
(3)若A的一氯代物只有一種,試確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式并用系統(tǒng)命名法命名C(CH34、2,2-二甲基丙烷.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.常溫下pH為2的鹽酸,下列敘述正確的是( 。
A.將10 mL該溶液稀釋至100 mL后,pH=4
B.向該溶液中加入等體積pH為12的氨水恰好完全中和
C.該溶液中鹽酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為1010:1
D.該溶液中由水電離出的c(H+×c(OH-=1×10-14

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.某核素${\;}_{Z}^{A}X$可形成HmX型氫化物,則 a g HmX 含有( 。
A.$\frac{a}{A+m}(Z+m)$mol質(zhì)子B.$\frac{a}{A}(Z+m)$mol電子
C.$\frac{a}{A+m}(A-Z+m)$mol中子D.$\frac{a}{A}$mmol HmX

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

6.下列物質(zhì)中:①N2②MgCl2③NH4Cl ④CH4⑤CO2⑥Ne ⑦H2S ⑧KOH ⑨Na2O2⑩K2O只存在共價(jià)鍵的是①④⑤⑦;屬于離子化合物,但含有共價(jià)鍵的是③⑧⑨.請(qǐng)畫(huà)出對(duì)應(yīng)物質(zhì)的電子式:③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.在一定條件下,下列選項(xiàng)中括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)能被完全消耗的是(  )
A.常溫下將64g銅片投人過(guò)量濃硫酸中(銅片)
B.向含有0.2molBa(OH)2和O.lmolNaOH的混合溶液中通人標(biāo)況下3.36LCO2(CO2
C.向lOmL3mol•L-1的鹽酸中加人5.6g鐵(鐵)
D.向5.5gMn02粉末中加人20mL2mol•L-1雙氧水(Mn02

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.酸、堿和鹽在水溶液中的反應(yīng)是以離子反應(yīng)為特征的
(1)室溫時(shí),下列溶液中c(0H-),由小到大的排列順序是甲<乙<丙乙溶液的pH=13
甲:0.1mol/L氨水,乙:0.1mol/L氫氧化鉀溶液丙:0.1mol/L氫氧化鋇溶液
(2)常溫下pH=2的鹽酸中水電離出c (H+)=10-12mol/L.
常溫下pH=9的醋酸鈉溶液中水電離出的c (0H-)=10-5mol/L.
(3)等體積、等物質(zhì)的量的濃度的氫氧化鈉溶液與醋酸溶液混合,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O二者充分反應(yīng)后,溶液呈堿性,其原因是CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-(用離子方程式表示)
(4)已知,20℃時(shí)AgCl的溶解度為1.5×10-4g,AgBr的溶解度為8.4×10-6g,則Ksp(AgCl)>Ksp (AgBr)(填“>”、“<”或“=”)將AgCl與AglBr的飽和溶液等體積混合,再加入足量濃AgNO3溶液,則下列敘述正確的是d(填字母代號(hào))
a.只有AgBr沉淀生成
b.AgCl和AgBr沉淀等量生成
c.AgCl沉淀少于AgBr沉淀
d.AgCl沉淀多于AgBr沉淀.

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