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↑+8H2O3Cu2S+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<7.56.5<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。
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【考点】制备实验方案的设计.
【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
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【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)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
(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
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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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