现称取研细的黄铜矿样品1.84 g,在空气存在下进行煅烧,发生如下反应:
3CuFeS2+8O2=====3Cu+Fe3O4+6SO2
1-
实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L1标准碘溶液进行滴定,消耗
10标准溶液20.00 mL。请回答下列问题:
(1)3CuFeS2+8O2=====3Cu+Fe3O4+6SO2中氧化产物是________________,当生成0.3 mol SO2气体时,转移电子________mol。
3
高温
高温
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(2)将样品研细后再反应,其目的是__________________________________________ ________________________________________________________________________; 装置c的作用是________________。
(3)用标准碘溶液滴定d中溶液的离子方程式是__________________________,滴定达终点时的现象是__________________________________________。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是
________________________________________________________________________。 (5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(6)若将原装置d中的试液换为Ba(OH)2溶液,测得黄铜矿纯度偏高,假设实验操作均正确,可能的原因主要是__________________________________________。
(1)该反应中电子转移情况为解析:
SO2。,则氧化产物为Fe3O4、
该反应中转移38e-,则生成0.3 mol SO2气体时,转移1.9 mol电子。
(2)将样品研细后再反应,可以增大接触面积,使原料充分反应,加快反应速率。装置c中铜网的作用是除去反应后多余的氧气。
(3)用标准碘溶液滴定d中溶液,SO2和I2发生氧化还原反应,离子方程式为SO2+I2+2H2O===SO24+2I+4H。滴定达终点时,SO2消耗完,淀粉遇I2变蓝色,锥形瓶中的溶液
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-
+
由无色变为蓝色且半分钟内不退色。
(4)反应结束后,仍需通一段时间的空气,目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中,以减少实验误差。
11-
(5)根据关系式CuFeS2~2SO2~2I2,得n(CuFeS2)=n(I2)=×0.050 0 mol·L1×20.00
220.005 mol×184 g·mol1
×10 L×10=0.005 mol,故该黄铜矿的纯度为×100%=50%。
1.84 g
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-3
(6)若将原装置d中的试液换为Ba(OH)2溶液,空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3
沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4,均会使所得沉淀质量偏大,实验结果偏高。
答案:(1)Fe3O4、SO2 1.9
(2)增大接触面积,使原料充分反应,加快反应速率 除去反应后多余的氧气
(3)SO2+I2+2H2O===SO24+2I+4H 锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟内不
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-
+
退色
(4)使反应生成的SO2全部进入d装置中,以减少实验误差 (5)50%
(6)空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀(或BaSO3被氧化成BaSO4) 11.(2018·北京高三模拟)CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。
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工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀时的pH 2.7 5.6 3.8 --沉淀完全时的pH 3.7 6.7 4.7 已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2,CuCl2的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是__________________________________________。 (2)操作Ⅰ为调节溶液的pH,范围为________,加入的物质X可以是________。 A.CuO C.NaOH溶液
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是________。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl2,请写出反应的离子方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在,由整个流程图可知,CuCl需从溶液中提取,故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。(2)调节溶液中的pH时,应保证使Fe3和Al3完全沉淀,而Cu2不能沉淀,故溶液的pH应为4.7≤pH<5.6,加入的物质能
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+
+
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B.Cu(OH)2 D.CaCO3
消耗H,但不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质,再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl,符合要求的有ABC三项。(3)溶液的pH为4.7≤pH<5.6时,Fe3和Al3完全转化为相应的
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+
+
氢氧化物沉淀,故滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)根据题给的反应物和生成物,再结合氧化还原反应的基本规律可写出反应的离子方程式:2H2O+2Cu2+SO2+4Cl
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===2CuCl2+SO24+4H。
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答案:(1)使铜转化为可溶于酸的氧化物 (2)4.7≤pH<5.6 ABC (3)Fe(OH)3和Al(OH)3
(4)2H2O+2Cu2+SO2+4Cl===2CuCl2+SO24+4H
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12.将铜器久置,其表面会生成一层绿色固体,某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后,得知该绿色物质是碱式碳酸铜。该小组同学利用如图装
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置进行实验,探究碱式碳酸铜的分解产物。
①对试管内的绿色固体进行加热至完全分解,观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量A装置中加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀盐酸,观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝绿色。
③取少量上述蓝绿色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝,观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题:
(1)加热后试管中剩余的黑色物质是________(填化学式)。
(2)写出该绿色物质受热分解的化学方程式:__________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)上述实验步骤③中反应的离子方程式为____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)实验装置最后的干燥管的作用是__________________________________________。 (5)已知: