銅在工農業(yè)生產中有著廣泛的用途。
(1)配制CuSO4溶液時需加入少量稀H2SO4,其原因是 (只寫離子方程式)。
(2)某同學利用制得的CuSO4溶液,進行以下實驗探究。
①圖甲是根據(jù)反應Fe+CuSO4=Cu+FeSO4設計的原電池,請在圖甲中的橫線上完成標注。
②圖乙中,I是甲烷燃料電池的示意圖,該同學想在II中實現(xiàn)鐵上鍍銅,則應在a處通入 (填“CH4”或“O2”),b處電極上發(fā)生的電極反應式為 ;若把II中電極均換為惰性電極,電解液換為含有0.1molNaCl溶液400mL,當陽極產生的氣體為448mL(標準狀況下)時,溶液的pH= (假設溶液體積變化忽略不計)。
(3)電池生產工業(yè)廢水中常含有毒的Cu2+等重金屬離子,常用FeS等難溶物質作為沉淀劑除去[室溫下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2]。請結合離子方程式說明上述除雜的原理:當把FeS加入工業(yè)廢水中后, 直至FeS全部轉化為CuS沉淀,從而除去溶液中Cu2+。
(1)Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+(2分);(2)①(見圖,共4分,標對1個2分)
②CH4(2分) O2+4e-+2H2O=4OH-(2分)13(2分);
(3)(2分)Cu2+與S 2-生成了溶度積更小的CuS沉淀[1分],使溶解平衡:FeS(s)Fe 2+(aq)+ S 2-(aq)向右移動 [1分]。[或用平衡FeS(s)+Cu2+(aq)= CuS(s)+ Fe 2+(aq)解釋]
【解析】
試題分析:(1)硫酸銅溶于水,銅離子水解生成氫氧化銅和硫酸,所以配制CuSO4溶液時需加入少量稀H2SO4防止銅離子水解,水解方程式為Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
(2)①根據(jù)反應Fe+CuSO4=Cu+FeSO4可知鐵是還原劑失去電子,銅離子得到電子,所以要設計為原電池鐵是負極,銅可以作正極,如圖所示。
②圖乙中,I是甲烷燃料電池的示意圖,該同學想在II中實現(xiàn)鐵上鍍銅,則鐵是陰極,銅是陽極,因此通入氣體a的電極是陰極,則應在a處通入甲烷。b處通入空氣或氧氣,作正極,因此電極上發(fā)生的電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-;若把II中電極均換為惰性電極,電解液換為含有0.1molNaCl溶液400mL,則電解氯化鈉溶液,陰極氫離子放電產生氫氣,陽極氯離子放電產生氯氣。當陽極產生的氣體為448mL(標準狀況下)時,氯氣的物質的量是0.448L÷22.4L/mol=0.02mol,所以根據(jù)方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知生成的氫氧化鈉是0.04mol,濃度是0.04mol÷0.4L=0.1mol/L,所以溶液的pH=13。
(3)硫化銅的溶度積常數(shù)小于氯化亞鐵的溶度積常數(shù),Cu2+與S 2-生成了溶度積更小的CuS沉淀,使溶解平衡:FeS(s)Fe 2+(aq)+ S 2-(aq)向右移動,從而除去溶液中Cu2+。
考點:考查鹽類水解、溶解平衡以及電化學原理的應用
科目:高中化學 來源:2014-2015學年廣東省惠州市高三第三次調研考試化學試卷(解析版) 題型:實驗題
(16分)鐵的單質和化合物在實驗和實際生產中都有重要作用。
Ⅰ.某同學將Cl2通入FeCl2和KSCN混合溶液中,現(xiàn)象為:
操作 | 現(xiàn)象 |
現(xiàn)象1:A中溶液變紅 現(xiàn)象2:稍后,溶液由紅色變?yōu)辄S色 |
(1)B裝置中反應的化學方程式____________ _ _______________ _______。
(2)A中溶液變紅的原因是____________________ _ _________________________。
(3)為探究產生現(xiàn)象2的原因,該同學進行如下實驗:
①取少量A中黃色溶液于試管加入NaOH溶液,有紅褐色沉淀生成,則溶液中一定存在_ _。
②取少量A中黃色溶液于試管中,加入過量KSCN溶液,最終得到血紅色溶液。
實驗說明,F(xiàn)e3+ 與SCN-生成紅色Fe(SCN) 3的反應 可逆反應(是或不是)。
(4)該同學根據(jù)實驗猜想,SCN-可能被氯水氧化。查資料得知SCN-的電子式為,
離子反應為:SCN-+8Cl2+9H2O=SO42-+NO3-+16Cl-+18H+ + CO2 ;
①上述反應中,0.5molSCN-被氧化時轉移的電子總數(shù)為 個。
②若要檢驗產物中含有SO42-,常用的化學試劑是________(寫試劑名稱)。
Ⅱ.高鐵電池因原料豐富、綠色環(huán)保而倍受關注。Zn-K2FeO4堿性電池的某電極的放電產物為FeOOH,該極電極為____ __極,電極反應式為________________ __。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年安徽省濉溪縣高三第二次月考化學試卷(解析版) 題型:計算題
(10分)“銅都”安徽銅陵有許多黃銅礦(主要成分為CuFeS2,含少量Al2O3、SiO2),黃銅礦是制取銅及其化合物的主要原料之一,還可制備硫及鐵的化合物。
(1)火法煉銅首先要焙燒黃銅礦,其反應原理為2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。CuFeS2中Cu和Fe元素的化合價均為+2價,被還原的元素是 (填元素符號),若反應中轉移0.3mol電子時,則標準狀況下產生SO2的體積為 L。
(2)焙燒黃銅礦產生的Cu2S可被稀硝酸氧化為Cu2+ 和硫單質,HNO3的還原產物為NO,試寫出Cu2S與稀硝酸反應的離子方程式 ,該反應中稀硝酸體現(xiàn) (填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)。
(3)焙燒黃銅礦還可得到Cu2O。將21.6g Cu2O加入到500mL某濃度的稀硝酸中,固體物質完全反應,生成Cu(NO3)2和NO,在所得溶液中加入1.0molL-1的NaOH溶液1.0L,此時溶液呈中性。原硝酸的物質的量濃度為 。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年安徽省安慶五校聯(lián)盟高三下學期3月聯(lián)考理綜化學試卷(解析版) 題型:實驗題
(13分)某化學小組同學向一定量加入少量淀粉的NaHSO3溶液中加入稍過量的KIO3溶液,一段時間后,溶液突然變藍色。
(1)查閱資料知NaHSO3與過量KIO3反應分為以下兩步進行,第一步為IO3-+ 3HSO3-=3SO42-+3H+ + I-,則第二步反應的離子方程式為_____________________________
(2)通過測定溶液變藍所用時間探究濃度和溫度對該反應的反應速率的影響。調節(jié)反應物濃度和溫度進行對比實驗,記錄如下:
實驗編號 | 0.02mol/LNaHSO3溶液/mL | 0.02mol/LKIO3溶液/mL | H2O/mL | 反應溫度/℃ | 溶液變藍的時間t/s |
① | 15 | 20 | 10 | 15 | t1 |
② | a | 30 | 0 | 15 | t2 |
③ | 15 | b | c | 30 | t3 |
實驗①②是探究______________對反應速率的影響,表中a=________;實驗①③是探究溫度對反應速率的影響,則表中b=________,c=________
(3)將NaHSO3溶液與KIO3溶液混合(預先加入可溶性淀粉為指示劑),用速率檢測儀檢測出起始階段反應速率逐漸增大,一段時間后反應速率又逐漸減小。課題組對起始階段反應速率逐漸增大的原因提出如下假設,請你完成假設三:
假設一:反應生成的SO42-對反應起催化作用,SO42-濃度越大反應速率越快;
假設二:反應生成的H+對反應起催化作用,H+濃度越大反應速率越快;
假設三:__________________________________________________________;
……
(4)請你設計實驗驗證上述假設一,完成下表中內容(反應速率可用測速儀測定)
實驗步驟(不要求寫出具體操作過程) | 預期實驗現(xiàn)象和結論 |
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年安徽省安慶五校聯(lián)盟高三下學期3月聯(lián)考理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
實驗設計是化學實驗的重要技能之一。用所給裝置(夾持裝置省略)完成相關實驗,最合理的選項是
A.圖①中KMnO4溶液紫紅色褪去,說明SO2具有漂白性
B.圖②能構成銅鋅原電池
C.圖③利用排空氣法收集二氧化碳
D.圖④檢查裝置氣密性
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年遼寧省高三下學期初考理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
現(xiàn)有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍;Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,Z與T形成的Z2T 化合物能破壞水的電離平衡。六種元素的原子半徑與原子序數(shù)的關系如圖所示。下列推斷正確的是
A.原子半徑和離子半徑均滿足:Y < Z
B.氫化物的沸點排序 :Y > T > R
C.最高價氧化物對應的水化物的酸性 :T < R
D.由X、R、Y、Z四種元素組成的化合物水溶液一定顯堿性
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年山東省高三上學期期中化學試卷(解析版) 題型:實驗題
金屬單質及其化合物在生產生活中應用非常廣泛,廢舊金屬的回收利用是重要研究課題。某學習小組在實驗室中模擬利用含銅廢料(主要成分為Cu和CuO,還有少量的A1,Fe及其氧化物)生產膽礬,其實驗方案如下:
(1)上述流程中,操作1所得“濾液”的主要成分為_____________;
(2)酸溶后所得溶液中的溶質主要有_____________;
(3)請寫出酸溶過程單質銅發(fā)生反應的離子方程式___________;該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______________;
(4)試劑可以是________________;
(5)操作3是一系列操作.其操作為______________、冷卻結晶、過濾、___________、小心干燥。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年山東省高三上學期期中化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列說法中不正確的是
A.液氨、液態(tài)氯化氫都是電解質
B.Na2O2、HClO、SO2等物質都具有漂白作用
C.置換反應都是氧化還原反應,復分解反應都是非氧化還原反應
D.明礬能水解生成氫氧化鋁膠體,可用作凈水劑
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年河南省高三12月月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列離子方程式正確的是
A.用氫氧化鈉溶液吸收二氧化氮:2OH-+2NO2===NO3-+NO↑+H2O
B.碳酸氫鈉溶液與過量的澄清石灰水反應:2HCO3-+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO32-+2H2O
C.用濃鹽酸酸化的KMnO4溶液與H2O2反應:2MnO4-+6H++5H2O2===2Mn2++5O2↑+8H2O
D.硫酸氫鈉溶液與足量氫氧化鋇溶液混合:H++SO42-+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
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