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實(shí)驗(yàn)小組以某銅渣(主要成分Cu、Cu2S,含少量Mn和Ag)為原料先制備硫酸銅,再由硫酸銅制備堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]。實(shí)驗(yàn)包括如下過程。【已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5
(1)浸取。將一定量的銅渣粉碎后加入到如圖-1所示的三頸燒瓶中,再通過分液漏斗分批滴入稀硝酸和稀硫酸混合溶液,滴加液體的間隔利用二連球鼓入O2,銅渣充分反應(yīng)后,向溶液中加入少量NaCl,過濾。
①已知浸取時(shí)無S和SO2生成,寫出浸取時(shí)Cu2S所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O
3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O
。
②滴加液體的間隔向三頸燒瓶內(nèi)鼓入O2的目的是
使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率
使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率
。
③當(dāng)觀察到
裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色
裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色
,可以停止鼓入O2。
④加入NaCl的目的是
使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過濾,以除去銀離子
使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過濾,以除去銀離子
。
(2)制取CuSO4。
向?yàn)V液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH范圍為
6.5<pH<7.5
6.5<pH<7.5
,過濾;向?yàn)V渣中加入稀硫酸至濾渣恰好完全溶解,得CuSO4溶液。{設(shè)Mn2+、Cu2+開始沉淀時(shí)c=1mol?L-1,沉淀完全時(shí)c<1.0×10-5mol?L-1。Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=1×10-13}
(3)制Cu2(OH)2CO3
已知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率{2n[Cu2(OH2CO3]×100%}隨起始n(Na2CO3)與n(CuSO4)的比值和溶液pH的關(guān)系如圖2所示。
①補(bǔ)充完整制取Cu2(OH)2CO3的實(shí)驗(yàn)方案:向燒杯中加入30mL0.5mol?L-1Na2CO3溶液,將燒杯置于70℃的水浴中,
邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無沉淀生成
邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無沉淀生成
,低溫烘干,得到Cu2(OH)2CO3。(實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑或儀器:0.5mol?L-1CuSO4溶液、1.0mol?L-1BaCl2溶液、0.1mol?L-1NaOH溶液、0.1mol?L-1鹽酸、pH計(jì))
②實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),若反應(yīng)時(shí)溶液pH過大,所得Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,但Cu元素含量偏大,原因是
若反應(yīng)時(shí)溶液pH過大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3
若反應(yīng)時(shí)溶液pH過大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3
。

【答案】3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O;使NO轉(zhuǎn)化為硝酸,提高硝酸的利用率;裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色;使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過濾,以除去銀離子;6.5<pH<7.5;邊攪拌邊加入25mL0.5mol?L-1CuSO4溶液,在pH計(jì)測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH約為9,充分反應(yīng)后,過濾,洗滌沉淀至最后一次洗滌濾液滴加BaCl2溶液無沉淀生成;若反應(yīng)時(shí)溶液pH過大,根據(jù)圖2可知Cu2(OH)2CO3的產(chǎn)率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2(OH)2CO3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:2難度:0.3
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,常溫下,當(dāng)pH=5時(shí),溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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