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4.對某含銅礦石【主要成分xCuCO3•yCu(OH)2•zCuSiO3,含少量SiO3,F(xiàn)eCO3】進行處理的流程如下:

已知:ⅰ.試劑價格:漂液(含25.2%NaClO)450元/噸,雙氧水(含30%H2O2)2400元/噸.
ⅱ.溶液中離子濃度小于等于1.0×10-5mol•L-1時,認為該離子沉淀完全.
ⅲ.25℃時,金屬離子生成氫氧化物時,開始沉淀和沉淀完全的pH如表所示,
 物質(zhì)開始沉淀  沉淀完全
 Fe(OH)27.6 9.6 
Fe(OH)3  2.7 3.7
 Cu(OH)2 4.0 6.5
請回答:
(1)含銅礦石粉碎的目的為增大礦石與稀硫酸的接觸面積,加快酸浸速率并使酸浸更充分,濾渣Ⅰ灼燒所得固體的用途為制備光導纖維、制備玻璃、生產(chǎn)硅單質(zhì)等(任寫一種).
(2)操作Ⅰ所用的玻璃儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒.
(3)試劑1的名稱為漂液,選擇該試劑的理由為節(jié)約成本,所發(fā)生反應的離子方程式為ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O.
(4)加入試劑2,需調(diào)節(jié)溶液的pH的合理范圍為3.7≤PH<4.0,試劑2可以選擇下列物質(zhì)中的BC(填選項字母).
A.Cu   B.CuO    C.Cu(OH)2   D.Fe
(5)操作3包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、洗滌的方法為用玻璃棒引流向過濾器中加入冷水至浸沒沉淀,待水自然流下,重復2-3次.
(6)25℃時,Cu(OH)2 的溶度積常數(shù)K[Cu(OH)2]=1.0×10-20

分析 某含銅礦石【主要成分xCuCO3•yCu(OH)2•zCuSiO3,含少量SiO3,F(xiàn)eCO3】粉碎后加入過濾稀硫酸酸浸過濾得到濾渣1和溶液1,其中濾渣1硅酸、二氧化硅,灼燒得到二氧化硅,溶液1中的亞鐵離子需要加入氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子,選擇價錢較低的漂液,利用NaClO氧化亞鐵離子,溶液2中加入試劑2調(diào)節(jié)溶液PH,但不能引入新的雜質(zhì),操作2過濾得到濾渣2和溶液3,溶液中為硫酸銅溶液,通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥洗滌得到硫酸銅晶體,
(1)含銅礦石粉碎是增大接觸面積加快反應速率,濾渣1為二氧化硅,依據(jù)二氧化硅的性質(zhì)和用途分析;
(2)操作Ⅰ是過濾操作,依據(jù)過濾操作選擇需要的儀器;
(3)選擇價錢較低的漂液,利用NaClO氧化亞鐵離子,反應為亞鐵離子被次氯酸根離子在酸溶液中氧化生成鐵離子;
(4)需調(diào)節(jié)溶液的pH的合理范圍是保證鐵離子全部沉淀,銅離子不沉淀,據(jù)此選擇調(diào)節(jié)的溶液PH范圍,試劑2和酸反應但不能引入新的雜質(zhì);
(5)溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥洗滌得到硫酸銅晶體,洗滌沉淀在過濾器中洗滌;
(6)由圖可知,C(H+)=1×10-5mol•L-1,C(Cu2+)=1×10-2mol•L-1,根據(jù)KSP(Cu( OH )2)=C(Cu2+)×C2(OH-)來解答;

解答 解:某含銅礦石【主要成分xCuCO3•yCu(OH)2•zCuSiO3,含少量SiO3,F(xiàn)eCO3】粉碎后加入過濾稀硫酸酸浸過濾得到濾渣1和溶液1,其中濾渣1硅酸、二氧化硅,灼燒得到二氧化硅,溶液1中的亞鐵離子需要加入氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子,選擇價錢較低的漂液,利用NaClO氧化亞鐵離子,溶液2中加入試劑2調(diào)節(jié)溶液PH,但不能引入新的雜質(zhì),操作2過濾得到濾渣2和溶液3,溶液中為硫酸銅溶液,通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥洗滌得到硫酸銅晶體,
(1)含銅礦石粉碎是增大接觸面積加快反應速率,增大礦石與稀硫酸的接觸面積,加快酸浸速率并使酸浸更充分,濾渣1為二氧化硅,依據(jù)二氧化硅的性質(zhì)和用途分析,二氧化硅可以制備光導纖維、制備玻璃、生產(chǎn)硅單質(zhì)等,
故答案為:增大礦石與稀硫酸的接觸面積,加快酸浸速率并使酸浸更充分;制備光導纖維、制備玻璃、生產(chǎn)硅單質(zhì)等;
(2)操作Ⅰ是過濾操作,依據(jù)過濾操作選擇需要的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒,
故答案為:燒杯、漏斗、玻璃棒;
(3)試劑價格:漂液(含25.2%NaClO)450元/噸,雙氧水(含30%H2O2)2400元/噸,選擇價錢較低的漂液,利用NaClO氧化亞鐵離子,節(jié)約成本,反應為亞鐵離子被次氯酸根離子在酸溶液中氧化生成鐵離子,反應的離子方程式為:ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O,
故答案為:漂液;節(jié)約成本;ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O;
(4)需調(diào)節(jié)溶液的pH的合理范圍是保證鐵離子全部沉淀,銅離子不沉淀,據(jù)此選擇調(diào)節(jié)的溶液PH范圍,試劑2和酸反應但不能引入新的雜質(zhì),選擇B.CuO    C.Cu(OH)2,A選項Cu不能和稀酸反應不能調(diào)節(jié)溶液PH,D選項Fe會引入亞鐵離子雜質(zhì),所以也就圖表數(shù)據(jù)分析可知需調(diào)節(jié)溶液的pH的合理范圍為為:3.7≤PH<4.0,
故答案為:3.7≤PH<4.0;BC;
(5)溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥洗滌得到硫酸銅晶體,洗滌沉淀在過濾器中洗滌,洗滌的方法為:用玻璃棒引流向過濾器中加入冷水至浸沒沉淀,待水自然流下,重復2-3次,
故答案為:冷卻結(jié)晶、過濾;用玻璃棒引流向過濾器中加入冷水至浸沒沉淀,待水自然流下,重復2-3次;
(6)由圖可知,C(H+)=1×10-6.5mol•L-1,C(Cu2+)=1×10-3mol•L-1
根據(jù)KSP(Cu( OH )2)=C(Cu2+)×C2(OH-)=1×10-5×(1014106.52=1.0×10-20,
故答案為:1.0×10-20;

點評 本題考查了物質(zhì)的分離提純過程、氧化還原反應、溶度積的計算等知識點,題目難度中等,解答本題的關鍵是認真審題,分析流程判斷產(chǎn)物,掌握基礎是解題關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

20.分別寫出丙醛與下列物質(zhì)反應的化學方程式:
(1)與銀氨溶液反應;CH3CH2CHO+2Ag(NH32OH CH3CH2COONH4+2Ag+3NH3+H2O
(2)與新制的氫氧化銅反應;CH3CH2CHO+2Cu(OH)2CH3CH2COOH+Cu2O↓+2H2O
(3)與氫氣反應.CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO•TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質(zhì).利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工藝流程如圖1所示:

已知:FeTiO3與鹽酸反應的離子方程式為:FeTiO3+4H++4Cl-═Fe2++TiOCl42-+2H2O.1
(1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是+2.
(2)濾渣A的成分是SiO2
(3)濾液B中TiOCl42-轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式為TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-
(4)反應②中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH42Ti5O15溶液時,Ti元素的浸出率與反應溫度的關系如圖2所示.反應溫度過高時,Ti元素浸出率下降的原因是溫度過高時,反應物氨水(或雙氧水)受熱易分解.
(5)寫出由濾液D生成FePO4的離子方程式2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+
(6)由濾液D制備LiFePO4的過程中,所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是20:9.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.氨氣及其相關產(chǎn)品是基本化工原料,在化工領域中具有重要的作用.
(1)以鐵為催化劑,0.6mo1氮氣和1.8mo1氫氣在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應生成氨氣,2min后達到平衡,氮氣的物質(zhì)的量為0.3mo1.
①在第25min時,保持溫度不變,將容器體積迅速增大至2L并保持恒容,體系達到平衡時N2的總轉(zhuǎn)化率為38.2%,請畫出從第25min起H2的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線.
②該反應體系未達到平衡時,催化劑對逆反應速率的影響是增大(填增大、減少或不變).
(2)①N2H4是一種2高能燃料,有強還原性,可通過NH3和NaClO反應制得,寫出該制備反應的化學方程式NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O.
②N2H4的水溶液呈弱堿性,室溫下其電離常數(shù)K1≈1.0×10-6,則0.01mol•L-1N2H4水溶液的pH等于10(忽略N2H4的二級電離和H2O的電離).
③已知298K和101KPa條件下:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3
4NH3(g)+O2(g)=2N2H4(l)+2H2O(l)△H4,則N2H4(l)的標準燃燒熱△H=32△H2-△H1-12△H4
(3)科學家改進了NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的工藝(如虛框所示),在較高的操作壓力下,提高N2O4/H2O的質(zhì)量比和O2的用量,能制備出高濃度的硝酸. 實際操作中,應控制N2O4/H2O質(zhì)量比高于5.11,對此請給出合理解釋.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( �。�
A.25℃時,100mLPH=1的CH3COOH溶液中含有的H+總數(shù)大于0.01NA
B.標準狀況下,11g3H216O種含有的質(zhì)子數(shù)為6NA
C.1molLi2O和Na2O2的混合物中含有的離子總數(shù)為3NA
D.1molN2與足量H2混合,充分反映后轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.幾種單核微粒具有相同的核電荷數(shù),則這幾種微粒(  )
A.一定互為同位素B.一定是同種原子
C.一定屬于同種元素D.質(zhì)量數(shù)一定相等

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

16.某研究性學習小組為確定一種從煤中提取的液態(tài)烴X的結(jié)構,對其進行探究.

步驟一:這種碳氫化合物蒸氣通過熱的氧化銅(催化劑),氧化成二氧化碳和水,再用裝有無水氯化鈣和固體氫氧化鈉的吸收管完全吸收.2.12g有機物X的蒸氣氧化
產(chǎn)生7.04g二氧化碳和1.80g水.
步驟二:通過儀器分析得知X的相對分子質(zhì)量為106.
步驟三:用核磁共振儀測出X的1H核磁共振譜有2個峰,其面積之比為2:3.如圖Ⅰ.

步驟四:利用紅外光譜儀測得X分子的紅外光譜如圖Ⅱ.
試填空:
(1)X的分子式為C8H10;X的習慣命名為對二甲苯.
(2)步驟二中的儀器分析方法稱為質(zhì)譜法.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.A、B、C、D是中學化學常見的四種物質(zhì),它們之間的相互轉(zhuǎn)化關系如下(部分反應條件及產(chǎn)物略去).
AO2BO2CH2OD
(1)若A在常溫下為固體,B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體.
①D的化學式是H2SO4;
②在工業(yè)生產(chǎn)中,B氣體的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染了環(huán)境.
(2)若A是一種活潑金屬,C是淡黃色固體,則C的名稱為過氧化鈉,用化學方程式表示該物質(zhì)與水的反應2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑.
將C長期露置于空氣中,最后將變成物質(zhì)D,D的化學式為Na2CO3.現(xiàn)在有D和NaHCO3的固體混合物10g,加熱至質(zhì)量不再改變,剩余固體質(zhì)量為9.38g,D的質(zhì)量分數(shù)為83.2%.
(3)若C是紅棕色氣體.圖是實驗室制取A氣體的裝置:
①寫出實驗室制取A的化學方程式Ca(OH)2+2NH4Cl_CaCl2+2NH3↑+2H2O.
②為了檢驗氨氣是否集滿,可將將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口處,若試紙變藍,則證明氨氣已收集滿;
(或用白色的酚酞試紙置于試管口處,若試紙變紅,則證明氨氣已收集滿)
(或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口處,若產(chǎn)生大量白煙,則證明氨氣已收集滿),則證明已收集滿.D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體,請寫出該反應的化學方程式Cu+4HNO3=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.有A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A的單質(zhì)和它的一種氧化物是工業(yè)生產(chǎn)上常用的還原劑.B的最外層電子數(shù)是次外層的3倍;0.1molC的單質(zhì)能從酸溶液中置換出2.24L標準狀況下的氫氣;又知B、C、D所形成的簡單離子的電子層結(jié)構相同,B和E是同主族的元素.請回答下列問題:
(1)請依次寫出A、C、E三種元素的元素符號:C、Mg、S.
(2)請寫出A的最高價氧化物的電子式;E的單質(zhì)在空氣中燃燒所生成物質(zhì)的化學式SO2
(3)A元素可以形成多種同素異形體,其中硬度最大,不導電的是金剛石(填物質(zhì)名稱);熔點高,可以導電的是石墨(填物質(zhì)名稱).
(4)請寫出C的單質(zhì)與A、B形成的化合物反應的化學方程式2Mg+CO2_2MgO+C.

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