題目列表(包括答案和解析)
(14分)利用廢鐵絲、硫酸銅廢液(含硫酸亞鐵)和被有機(jī)物污染的廢銅粉制備硫酸銅晶體。生產(chǎn)過程如下:
試回答下列問題:
(1)鐵絲在投入硫酸銅廢液前需用稀H2SO4進(jìn)行處理,可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有 。
(2)為了使灼燒后的氧化銅混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同時,還通入O2。通入O2的目的是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示) 。
在實驗室中,常將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體(裝置如圖所示)。
(3)寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
(4)廣口瓶的作用是
(5)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下
設(shè)計:將3.2 g銅絲放到45 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控溫在50 ℃。加入18 mL 10%的H2O2,反應(yīng)0.5h后,升溫到60 ℃,持續(xù)反應(yīng)1 h后,過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5 g。請回答:
①加熱時溫度不宜過高的原因是 ;
②本實驗CuSO4·5H2O的產(chǎn)率為 。
(11分)實驗室用銅制取硫酸銅,將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體。
(1)理論上硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為: ︰ ;
(2)實際上,即使銅粉、硫酸及硝酸都比較純凈,制得的CuSO4·5H2O中還是有可能存在的雜質(zhì)是 ,除去這種雜質(zhì)的實驗操作稱為 。
(3)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計:
方案甲:以空氣為氧化劑。將銅粉在___________(填儀器名稱)中反復(fù)灼燒,使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。
方案乙:將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中,發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加少量FeSO4,即發(fā)生反應(yīng),生成硫酸銅。反應(yīng)完全后,加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH ,鐵元素全部沉淀(一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10-5 mol·L-1,就認(rèn)為沉淀完全),然后過濾、濃縮、結(jié)晶。
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
請回答下列問題:
①為了使鐵元素全部沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為_________;
②甲物質(zhì)可選用的是 ;
A.CuCl2 B.NaOH C.Cu2(OH)2CO3 D.CuO E.H2SO4
③反應(yīng)中加入少量FeSO4對銅的氧化可以起催化作用。其反應(yīng)過程是:第1步,4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O,請寫出其第2歩反應(yīng)的離子方程式 。
方案丙:將銅絲放到一定量的稀硫酸中,加入適量的H2O2,并控溫在50℃~60℃,持續(xù)反應(yīng)1 h,也能獲得硫酸銅。請回答下列問題:
④反應(yīng)時溫度必須控制在50℃~60℃,溫度不宜過高的主要原因是 ;
⑤寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(11分)實驗室用銅制取硫酸銅,將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體。
(1)理論上硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為: ︰ ;
(2)實際上,即使銅粉、硫酸及硝酸都比較純凈,制得的CuSO4·5H2O中還是有可能存在的雜質(zhì)是 ,除去這種雜質(zhì)的實驗操作稱為 。
(3)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計:
方案甲:以空氣為氧化劑。將銅粉在___________(填儀器名稱)中反復(fù)灼燒,使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。
方案乙:將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中,發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加少量FeSO4,即發(fā)生反應(yīng),生成硫酸銅。反應(yīng)完全后,加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH ,鐵元素全部沉淀(一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10-5 mol·L-1,就認(rèn)為沉淀完全),然后過濾、濃縮、結(jié)晶。
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
請回答下列問題:
①為了使鐵元素全部沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為_________;
②甲物質(zhì)可選用的是 ;
A.CuCl2 B.NaOH C.Cu2(OH)2CO3 D.CuO E.H2SO4
③反應(yīng)中加入少量FeSO4對銅的氧化可以起催化作用。其反應(yīng)過程是:第1步,4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O,請寫出其第2歩反應(yīng)的離子方程式 。
方案丙:將銅絲放到一定量的稀硫酸中,加入適量的H2O2,并控溫在50℃~60℃,持續(xù)反應(yīng)1 h,也能獲得硫酸銅。請回答下列問題:
④反應(yīng)時溫度必須控制在50℃~60℃,溫度不宜過高的主要原因是 ;
⑤寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
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