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3.銅、鐵是重要的金屬材料.
(1)工業上冶煉銅的反應為8CuFeS2+21O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中Fe的化合價為
2,反應中被還原的元素是Cu、O(填元素符號).
(2)上述冶煉過程產生大量SO2.SO2尾氣直接排放到大氣中造成環境污染的后果是形成酸雨;
(3)利用黃銅礦冶煉銅產生的爐渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3方法為①用稀鹽酸浸取爐渣,過濾.②濾液先氧化,再加入過量NaOH溶液,過濾,將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3
a.除去Al3+的離子方程式是Al3++4OH-=AlO2-+2H2O.
b.選用提供的試劑,設計實驗驗證爐渣中含有FeO.
提供的試劑:稀鹽酸   稀硫酸    KSCN溶液  KMnO4溶液  NaOH溶液  碘水所選試劑為稀硫酸和高錳酸鉀溶液.證明爐渣中含有FeO的實驗現象稀硫酸浸取爐渣所得溶液使酸性高錳酸鉀溶液褪色.
(4)電子工業曾用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板制印刷電路板,為了從使用過的廢腐蝕液中回收銅,并重新得到FeCl3溶液,設計如圖所示實驗流程.
上述流程中,所加試劑的化學式為:XFe,YHCl,ZCl2第⑥步反應的離子方程式為2 Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

分析 (1)該反應中Cu元素化合價由+2價變為0價、部分Fe元素化合價由+2價變為+3價、O元素化合價由0價變為-2價、S元素化合價由-2價變為+4價,得電子化合價降低的元素被還原;
(2)SO2尾氣是酸性氧化物,能與水反應生成亞硫酸,亞硫酸不穩定易被氧氣氧化生成硫酸,從而形成酸雨;
(3)向爐渣中加入稀鹽酸,Fe2O3、FeO、Al2O3都溶于稀鹽酸生成可溶性氯化物,SiO2不溶于稀鹽酸,然后過濾,得到的濾液中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,先將濾液氧化,濾液中亞鐵離子轉化為鐵離子,再加入過量NaOH溶液,Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,Al3+轉化為AlO2-,再過濾,將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3
a.過量的氫氧根離子和鋁離子反應生成AlO2-
b.設計實驗驗證爐渣中含有FeO,先將FeO轉化為亞鐵離子,再用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子,亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色;
(4)廢液中含有FeCl2和CuCl2,向廢液中加入Fe,Fe置換出Cu,然后過濾,得到的濾渣中含有Fe、Cu,濾液中含有FeCl2,向爐渣中加入稀鹽酸,Fe和稀鹽酸反應生成FeCl2,然后過濾,得到的固體A是Cu;
濾液中含有HCl和FeCl2,將濾液I、II合并,通入過量氯氣,將氯化亞鐵轉化為氯化鐵,從而實現目的.

解答 解:(1)該反應中Cu元素化合價由+2價變為0價、部分Fe元素化合價由+2價變為+3價、O元素化合價由0價變為-2價、S元素化合價由-2價變為+4價,得電子化合價降低的元素被還原,所以被還原的元素是Cu、O,故答案為:Cu、O;
(2)SO2尾氣是酸性氧化物,能與水反應生成亞硫酸,亞硫酸不穩定易被氧氣氧化生成硫酸,從而形成酸雨,二氧化硫是形成酸雨的主要成分,故答案為:形成酸雨;
(3)向爐渣中加入稀鹽酸,Fe2O3、FeO、Al2O3都溶于稀鹽酸生成可溶性氯化物,SiO2不溶于稀鹽酸,然后過濾,得到的濾液中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,先將濾液氧化,濾液中亞鐵離子轉化為鐵離子,再加入過量NaOH溶液,Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,Al3+轉化為AlO2-,再過濾,將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3
a.過量的氫氧根離子和鋁離子反應生成AlO2-,離子方程式為Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,故答案為:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
b.設計實驗驗證爐渣中含有FeO,先將FeO轉化為亞鐵離子,再用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子,亞鐵離子能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能氧化鹽酸,所以應該選取稀硫酸酸化高錳酸鉀溶液,故選稀硫酸和高錳酸鉀溶液,
故答案為:稀硫酸和高錳酸鉀溶液;稀硫酸浸取爐渣所得溶液使酸性高錳酸鉀溶液褪色;
(4)廢液中含有FeCl2和CuCl2,向廢液中加入Fe,Fe置換出Cu,然后過濾,得到的濾渣中含有Fe、Cu,濾液中含有FeCl2,向爐渣中加入稀鹽酸,Fe和稀鹽酸反應生成FeCl2,然后過濾,得到的固體A是Cu;
濾液中含有HCl和FeCl2,將濾液I、II合并,通入過量氯氣,將氯化亞鐵轉化為氯化鐵,
通過以上分析知,X是Fe、Y是HCl、Z是Cl2,第⑥步反應的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案為:Fe;HCl;Cl2;2 Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

點評 本題考查物質分離和提純及物質制備,為高頻考點,側重考查學生基本實驗操作及對元素化合物性質的掌握,明確離子檢驗方法、物質分離和提純方法、物質性質即可解答,熟悉流程圖中發生的反應及操作方法,題目難度不大.

練習冊系列答案
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18.用一定量的MnO2與50mL 10mol/L 鹽酸共熱制取Cl2,在反應后的溶液中加入足量AgNO3溶液,過濾,洗滌,干燥后得57.4克白色固體則可制得氯氣的體積(標準狀態)是(  )
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19.在明礬的檢驗中,下列操作錯誤的是(  )
A.取少量明礬固體配成稀溶液
B.取少量明礬溶液于2支試管中,分別滴加NaOH溶液(至過量)和酸性BaCl2溶液,觀察現象
C.用鉑絲蘸取明礬溶液在酒精燈上灼燒,觀察火焰顏色
D.取少量明礬固體于干燥試管中加熱,觀察試管內壁的現象

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11.某學校化學興趣小組為探究金屬回收物的綜合利用,專門設計實驗用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的AlCl3溶液和膽礬晶體(CuSO4•5H2O),其實驗方案如圖:

請回答下列問題:
(1)將合金研磨成合金粉的目的是增大反應物的接觸面積,使反應速率加快.
(2)分別寫出步驟Ⅰ、Ⅱ中發生反應的化學方程式:Ⅰ2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;ⅡFe+H2SO4=FeSO4+H2↑.
(3)在濾液B轉化為沉淀E的過程中鹽酸的用量不易控制,可將加入適量的鹽酸改為通入一種氣體,該氣體的電子式為,寫出更改試劑(氣體過量)后生成沉淀E所發生反應的離子方程式:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)該小組成員從資料中獲知H2O2是一種綠色氧化劑,在濾渣D中加入稀硫酸和H2O2可制得CuSO4,下列兩種方法均可以制備CuSO4
方法一:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
方法二:Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
①假如某工廠欲生產CuSO4,請選擇一種方法,并說明理由:方法一,硫酸原料利用率高,對環境污染小.
②有同學認為,生成等量的硫酸銅兩種方法消耗的能量相同,因為反應都是銅轉變為CuSO4,你認為上述說法不正確(填“正確”或“不正確”),原因是反應物與產物不完全相同,故反應的熱效應不同,消耗的能量也不同.

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18.實驗室用廢CuO(含有雜質FeO、Fe2O3)制備膽礬晶體,經歷下列過程(Fe3+在pH=5時已完全沉淀):下列分析正確的是(  )
A.用98%的濃硫酸配制溶解所用的4.5mol•L-1的稀硫酸,只需3種玻璃儀器
B.步驟②目的是將溶液Ⅰ中的Fe2+充分轉化成Fe3+,實驗操作是向溶液Ⅰ中通入足量的氯氣
C.步驟④之后的實驗操作是蒸干溶劑結晶,所需儀器是蒸發皿、泥三角、三腳架
D.利用Cu(OH)2 替代CuO也可調節溶液pH而不影響實驗結果

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8.已知可逆反應:M(g)+N(g)?P(g)+Q(g)△H>0,請回答下列問題.
(1)某溫度下,反應物的起始濃度分別為c(M)=1mol•L-1,c(N)=2.4mol•L-1;達到平衡后,M的轉化率為60%,此時N的轉化率為25%.
(2)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為c(M)=4mol•L-1,c(N)=3mol•L-1;達到平衡后,c(P)=2mol•L-1,則平衡體系中Q的體積分數為28.6%.
(3)若反應溫度不變,測得某一時刻,c(M)=0.5mol•L-1,c(N)=1.2mol•L-1,c(P)=0.8mol•L-1c(Q)=0.4mol•L-1,判斷此時反應向逆反應方向進行.

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15.在足量鋅與2mol/L的鹽酸反應中,為了加快反應的速率但又不改變產生的H2的總量,下列方法中可行的是(  )
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12.下列變化需要加入氧化劑才能實現的是:(  )
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A.
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B.
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C.
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D.
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同步練習冊答案
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