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          實驗小組以某銅渣(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]。實驗包括如下過程。【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,銅渣充分反應后,向溶液中加入少量NaCl,過濾。
          ①已知浸取時無S和SO2生成,寫出浸取時Cu2S所發生反應的離子方程式:
          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鼓入O2的目的是
          使NO轉化為硝酸,提高硝酸的利用率
          使NO轉化為硝酸,提高硝酸的利用率

          ③當觀察到
          裝置中氣體不再出現紅棕色
          裝置中氣體不再出現紅棕色
          ,可以停止鼓入O2
          ④加入NaCl的目的是
          使硫酸銀轉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
          向濾液中加入NaOH溶液調節pH范圍為
          6.5<pH<7.5
          6.5<pH<7.5
          ,過濾;向濾渣中加入稀硫酸至濾渣恰好完全溶解,得CuSO4溶液。{設Mn2+、Cu2+開始沉淀時c=1mol?L-1,沉淀完全時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的產率{2n[Cu2(OH2CO3]×100%}隨起始n(Na2CO3)與n(CuSO4)的比值和溶液pH的關系如圖2所示。
          ①補充完整制取Cu2(OH)2CO3的實驗方案: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計測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調節溶液pH約為9,充分反應后,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計測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調節溶液pH約為9,充分反應后,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。(實驗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)
          ②實驗時發現,若反應時溶液pH過大,所得Cu2(OH)2CO3的產率偏低,但Cu元素含量偏大,原因是
          若反應時溶液pH過大,根據圖2可知Cu2(OH)2CO3的產率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質量分數大于Cu2(OH)2CO3
          若反應時溶液pH過大,根據圖2可知Cu2(OH)2CO3的產率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質量分數大于Cu2(OH)2CO3

          【答案】3Cu2S+16H++10NO3-
          6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O;使NO轉化為硝酸,提高硝酸的利用率;裝置中氣體不再出現紅棕色;使硫酸銀轉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計測定溶液pH條件下,用0.1mol?L-1NaOH溶液或0.1mol?L-1鹽酸調節溶液pH約為9,充分反應后,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;若反應時溶液pH過大,根據圖2可知Cu2(OH)2CO3的產率偏低,沉淀中含有Cu(OH)2沉淀,而Cu(OH)2中銅元素的質量分數大于Cu2(OH)2CO3
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:43引用:2難度:0.3
          相似題
          • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質).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”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            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最大值應小于
             
            ,檢驗
            Fe3+已經除盡的試劑是
             

            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則操作B是
             

            (5)煅燒A的反應方程式是
             

            (6)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
          • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).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”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            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最大值應小于
             
            ,檢驗Fe3+已經除盡的試劑是
             
            ;當pH=5時,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+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            (5)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
          • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).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”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            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最大值應小于
             
            ,常溫下,當pH=5時,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+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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