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        1. 精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
          一化學研究性學習小組對某工廠生產印刷電路板后所得廢液進行探究(生產原理:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+).請按要求完成下列探究報告.
          [探究目的]
          從廢液中回收銅,并重新得到FeCl3溶液.
          [資料獲悉]
          ①3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O
          ②有關金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH:
          Fe3+:2.7~3.7Cu2+:5.2~6.4Fe2+:7.6~9.6
          [探究思路]
          (1)先確定廢液的組成及各金屬離子的濃度;
          (2)選擇合適試劑回收銅,并重新得到FeCl3溶液.
          [實驗探究]
          取幾滴廢液于試管中加水稀釋后,滴加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,可知廢液中除含有Fe2+、Cu2+外,還含有Fe3+
          甲同學取10mL廢液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得到的沉淀經過濾、洗滌、干燥,稱重8.61g.乙同學另取10mL廢液,加入某試劑將pH調至4.0,使其中Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,而Fe2+、Cu2+仍留在廢液中,沉淀經過濾、洗滌、灼燒,冷卻后稱重得0.32g.
          通過計算可知廢液中c(Fe3+)=______mol/L,c(Fe2+)=______mol/L,c(Cu2+)=______mol/L.
          [交流討論]
          如何回收1L廢液中含有的銅,并重新得到FeC13溶液?
          丙同學認為應該先向廢液中加入wg鐵粉[w=c(Cu2+)×1L×56g/mol],使之充分反應置換出銅,過濾,得金屬銅.再向濾液中加入適量的稀硝酸,將Fe2+全部氧化為Fe3+,并進行尾氣處理,即可達實驗目的.有些同學認為丙同學的方案不可行,請你評價丙同學的方案有哪些不妥之處?(不一定填滿)
          (1)______(2)______(3)______
          該小組同學根據(jù)討論得到的合理方案進行操作,最終達到了預期目的.(方案內容略)
          [拓展延伸]
          請畫出1L廢液中加入鐵粉的物質的量與廢液中銅離子的物質的量的關系曲線,并利用圖象計算,當銅離子的物質的量減少一半時,加入鐵粉的質量是______g.
          [實驗探究]甲同學實驗操作的到的8.61g沉淀為氯化銀,物質的量是0.06mol,則Cl-物質的量為0.06mol,乙同學pH調至4.0時,只有Fe3+沉淀而且沉淀完全,沉淀為氫氧化鐵,灼燒得到0.32gFe2O3,物質的量為0.002mol,根據(jù)元素守恒可知Fe3+的物質的量為0.004mol,c(Fe3+)=
          0.004mol
          0.01L
          =0.4 mol?L-1;由2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+可知2n(Cu2+)=n(Fe2+),由電荷守恒可知,3n(Fe3+)+2n(Cu2+)+2n(Fe2+)=n(Cl-),即n(Cu2+)+n(Fe2+)=
          1
          2
          (0.06mol-0.004mol×3)=0.024mol,n(Cu2+)+n(Fe2+)=n(Cu2+)+2n(Cu2+)=0.024mol,求得:n(Cu2+)=0.008mol,c(Cu2+)=
          0.008mol
          0.01L
          =0.8 mol?L-1,則
          n(Fe2+)=2n(Cu2+)=0.016mol,c(Fe2+)=
          0.016mol
          0.01L
          =1.6 mol?L-1
          故答案為:0.4;1.6;0.8;
          [交流討論]:根據(jù)上面計算可知,c(Fe3+)=0.4 mol?L-1,c(Cu2+)=0.8 mol?L-1,進入wg鐵粉,鐵粉質量不足,溶液中有殘留的銅離子;使用硝酸做氧化劑,反應后引進了雜質硝酸根離子,
          故答案為:加入鐵粉不足,溶液中有殘留的Cu2+;用HNO3氧化,會引入新的雜質NO3-;
          [拓展延伸]:上述1L廢液含有n(Fe3+)=0.4mol,n(Cu2+)=0.,8mol,鐵先發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+ 后發(fā)生Cu2++Fe=Fe2++Cu,0.4molFe3+消耗0.2molFe,此時n(Cu2+)=0.8mol,得到坐標(0.2,0.8),然后Cu2++Fe=Fe2++Cu反應,消耗鐵的物質的量與Cu2+減少的物質的量相等,可得到如下幾個坐標(0.4,0.6)、(0.6,0.4)(0.8,0.2)、(1.0,0),根據(jù)以上關系可以畫出1L廢液中加入鐵粉的物質的量與廢液中銅離子的物質的量的關系曲線:
          ;
          當銅離子物質的量變?yōu)?.4mol時,加入鐵的物質的量為0.6mol,質量為0.6mol×56g/mol=33.6g,
          故答案為:;33.6.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

          實驗室需要配置230mL1mol?L-1的NaOH溶液,其實驗步驟為
          ①計算所需氫氧化鈉固體的質量;
          ②稱量氫氧化鈉固體;
          ③將燒杯中的溶液注入容量瓶,并用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁2~3次,洗滌液也注入容量瓶中,輕輕的振蕩;
          ④用適量的蒸餾水溶解稱量好的氫氧化鈉固體,冷卻至室溫;
          ⑤蓋好瓶塞,搖勻;
          ⑥繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至刻度線1~2cm時,改用膠頭滴管滴加蒸餾水至凹液面最低點與刻度線相切
          根據(jù)上述信息回答問題:
          (1)本實驗操作步驟的正確順序為______
          (2)實驗中需要用到容量瓶的規(guī)格為______
          A.280mLB.200mLC.250mLD.230mL
          (3)本實驗中需要稱量的氫氧化鈉固體的質量為______g
          (4)如果實驗遇到下列情況,對該氫氧化鈉的物質的量濃度有何影響(填“偏高”、“偏低”或者“不變”)
          ①溶解氫氧化鈉固體的燒杯沒有洗滌______
          ②攪拌以加速溶解時不小心灑出一小滴溶液______
          ③定容時俯視觀察液面______
          (5)實驗過程中如果出現(xiàn)如下情況該如何處理?
          ①定容后搖勻發(fā)現(xiàn)凹液面最低點低于刻度線______
          ②向容量瓶中轉移溶液時不慎將少量溶液灑在容量瓶外______.

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列實驗操作能使實驗結果偏低的是(  )
          A.用蒸餾水潤濕的pH試紙所測定的某酸溶液的pH
          B.用容量瓶配制溶液,定容后搖勻液面下降,再加蒸餾水至刻度線所配制的溶液濃度
          C.用仰視量筒刻度量取的一定量濃硫酸所配制的0.1mol?L-1H2SO4溶液的濃度
          D.用待測液潤洗的錐形瓶進行中和滴定所測定的待測液濃度

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          某溶液中只可能含有下列離子中的幾種:Na+、NH4+、Cl-、SO42-、CO32-(不考慮少量的H+與OH-),分別取100mL該溶液進行以下實驗:①若加入足量的燒堿并加熱,產生224mL(標準狀況下)氣體;②若先加入足量的HNO3無現(xiàn)象,再加入足量的Ba(NO32,得到2.33g固體.則該溶液( 。
          A.肯定含有NH4+、SO42-、Cl-,且c(SO42-)=0.1mol/L
          B.可能含有Na+和Cl-
          C.一定含有Na+,且c(Na+)≥0.1mol/L
          D.一定不含CO32-和Cl-

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

          一包粗鹽中可能含有Na2SO4,Na2CO3雜質中的一種或兩種,某同學為了探究清楚粗鹽雜質成分進行了以下實驗,請幫他完成實驗.
          (1)提出假設:
          假設1:粗鹽中只含有Na2CO3;
          假設2:______
          假設3:粗鹽中既含有Na2CO3又含有Na2SO4
          (2)請設計實驗完成對粗鹽雜質成分的探究,寫成實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論.
          限選實驗試劑:稀鹽酸,氯化鋇溶液,澄清石灰水.
          實驗步驟預期現(xiàn)象和結論
          步驟1:取少量粗鹽于試管中,往試管中滴加過量稀鹽酸,并用帶導管的膠塞迅速塞住試管,導管的另一端通入澄清石灰水,觀察現(xiàn)象,(1)若能觀察到試管中有氣泡產生,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,則說明假設1或假設3成立;(2)若無明顯現(xiàn)象則說明______成立.
          步驟2:繼續(xù)往試管中滴加______,觀察現(xiàn)象.(1)若能觀察到______結合步驟1中的(1)則說明______成立;
          (2)若無明顯現(xiàn)象,結合步驟1中(1)則說明______成立.
          (3)寫出整個實驗中可能涉及到的化學反應的離子方程式①______;②______;③______.

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

          為測定某含有雜質Na2O的Na2O2樣品的純度,3個小組分別設計如下方案.首先準確稱量樣品mg,然后,按照以下方案進行實驗:
          [方案一]:將樣品與水充分反應,使產生的O2通過灼熱的銅粉,測得反應后生成氧化銅的質量為ng,通過計算求出試樣中Na2O2的含量.此方案測定的結果誤差較大,主要原因是:______;
          [方案二]:將樣品與二氧化碳反應,通過測定反應產生氧氣的體積,計算出樣品中Na2O2的含量.

          (1)按此方案,以下制取CO2和實驗使用的儀器的連接次序是______.(填寫如圖1所示儀器編號)
          (2)裝置⑤的作用是:______.
          [方案三]:測定樣品與水充分反應后溶液的體積Vml,再從中取V1mL溶液,裝入錐形瓶,用標準濃度的鹽酸進行滴定,確定溶液的濃度,再計算出樣品中Na2O2的含量.
          (1)此方案中酸堿滴定時,選用的滴定管為______(填如圖2所示儀器編號).
          (2)若用甲基橙做指示劑,達到滴定終點時的現(xiàn)象為______.你認為方案二、方案三中測定結果比較準確的是______.

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

          某亞硫酸鈉因長期存放已部分變質,某同學設計如下實驗來確定其純度:
          第一步,稱取樣品Ag,
          第二步,將樣品溶解,該步用到的儀器主要有______.
          第三步,在溶液中加入過量的用鹽酸酸化的BaCl2溶液,BaCl2溶液要用鹽酸酸化的原因是______;
          BaCl2溶液要加過量的原因是______;
          第四步,過濾和洗滌沉淀.判斷沉淀是否洗凈的方法是______
          第五步,烘干沉淀并計算.稱量烘干后的沉淀為Bg,則亞硫酸鈉的純度計算式為______.

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

          A、B兩種物質都是H、N、O、Na中的任意三種元素組成的強電解質,A的水溶液呈堿性,B的水溶液呈酸性,請找出A、B可能的兩種組合,要求A,溶液中的水的電離程度小于A2溶液中水的電離程度;B1溶液中的水的電離程度小于啦溶液中水的電離程度:
          (1)請寫出下列各物質的化學式:
          A1______,A2______,B1______,B2______.
          (2)B1溶液中的水的電離程度小于B2溶液中水的電離程度,其原因是:
          ______.

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列實驗操作不能達到預期實驗目的的是
           
          實驗目的
          實驗操作
          A
          鑒別乙酸乙酯和乙酸
          分別加入飽和Na2CO3溶液
          B
          比較Fe和Cu的金屬活動性
          分別加入濃硝酸
          C
          比較H2O和乙醇中羥基氫的活潑性
          分別加入少量Na
          D
          比較I2在H2O和CCl4中的溶解度
          向I2水中加入CCl4,振蕩

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