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实验小组以某铜渣(主要成分Cu、Cu2S,含少量Mn和Ag)为原料先制备硫酸铜,再由硫酸铜制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。实验包括如下过程。【已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5
(1)浸取。将一定量的铜渣粉碎后加入到如图-1所示的三颈烧瓶中,再通过分液漏斗分批滴入稀硝酸和稀硫酸混合溶液,滴加液体的间隔利用二连球鼓入O2,铜渣充分反应后,向溶液中加入少量NaCl,过滤。
①已知浸取时无S和SO2生成,写出浸取时Cu2S所发生反应的离子方程式:
3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O
3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O

②滴加液体的间隔向三颈烧瓶内鼓入O2的目的是
使NO转化为硝酸,提高硝酸的利用率
使NO转化为硝酸,提高硝酸的利用率

③当观察到
装置中气体不再出现红棕色
装置中气体不再出现红棕色
,可以停止鼓入O2
④加入NaCl的目的是
使硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀,然后过滤,以除去银离子
使硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀,然后过滤,以除去银离子

(2)制取CuSO4
向滤液中加入NaOH溶液调节pH范围为
6.5<pH<7.5
6.5<pH<7.5
,过滤;向滤渣中加入稀硫酸至滤渣恰好完全溶解,得CuSO4溶液。{设Mn2+、Cu2+开始沉淀时c=1mol⋅L-1,沉淀完全时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的产率{2n[Cu2(OH2CO3]×100%}随起始n(Na2CO3)与n(CuSO4)的比值和溶液pH的关系如图2所示。
①补充完整制取Cu2(OH)2CO3的实验方案:向烧杯中加入30mL0.5mol⋅L-1Na2CO3溶液,将烧杯置于70℃的水浴中,
边搅拌边加入25mL0.5mol•L-1CuSO4溶液,在pH计测定溶液pH条件下,用0.1mol•L-1NaOH溶液或0.1mol•L-1盐酸调节溶液pH约为9,充分反应后,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液无沉淀生成
边搅拌边加入25mL0.5mol•L-1CuSO4溶液,在pH计测定溶液pH条件下,用0.1mol•L-1NaOH溶液或0.1mol•L-1盐酸调节溶液pH约为9,充分反应后,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液无沉淀生成
,低温烘干,得到Cu2(OH)2CO3。(实验中可选用的试剂或仪器:0.5mol⋅L-1CuSO4溶液、1.0mol⋅L-1BaCl2溶液、0.1mol⋅L-1NaOH溶液、0.1mol⋅L-1盐酸、pH计)
②实验时发现,若反应时溶液pH过大,所得Cu2(OH)2CO3的产率偏低,但Cu元素含量偏大,原因是
若反应时溶液pH过大,根据图2可知Cu2(OH)2CO3的产率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中铜元素的质量分数大于Cu2(OH)2CO3
若反应时溶液pH过大,根据图2可知Cu2(OH)2CO3的产率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中铜元素的质量分数大于Cu2(OH)2CO3

【答案】3Cu2S+16H++10NO3-
6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O;使NO转化为硝酸,提高硝酸的利用率;装置中气体不再出现红棕色;使硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀,然后过滤,以除去银离子;6.5<pH<7.5;边搅拌边加入25mL0.5mol•L-1CuSO4溶液,在pH计测定溶液pH条件下,用0.1mol•L-1NaOH溶液或0.1mol•L-1盐酸调节溶液pH约为9,充分反应后,过滤,洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液无沉淀生成;若反应时溶液pH过大,根据图2可知Cu2(OH)2CO3的产率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中铜元素的质量分数大于Cu2(OH)2CO3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:42引用:2难度:0.3
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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