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下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀...

下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+AsO2-Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知:①Fe3+ Cu2+开始沉淀的pH分别2754,完全沉淀的pH分别为3764;

KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20

1)溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L,需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为_____Kg

2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为①___________

AsO2+ H2O2+ H+=H3AsO4 H3AsO4+ Fe3+=FeAsO4↓+ 3H+

3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是____________________;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过___mol·L-1

4)固体I的主要成分除 FeAsO4外还有_______________,操作I为_______________

5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式_________

 

16 H2O2+2 H++2Fe2+ = 2Fe3++2H2O 取少量溶液Ⅰ于试管, 加入几滴KSCN溶液,若溶液不出现红色,则说明Fe3+已经除尽 2×10-2 Fe(OH)3、CaCO3 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥 Fe-2e-= Fe2+ ;Cu -2e-= Cu2+ 【解析】 (1)m(CuSO4)=64g/L×100L÷(64/160)=16000g=16Kg。 (2)溶液中含具有还原性的Fe2+,H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,离子方程式为:H2O2+2 H++2Fe2+ = 2Fe3++2H2O。 (3)Fe3+能与SCN‾反应,溶液变为红色,所以检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是:取少量溶液Ⅰ于试管, 加入几滴KSCN溶液,若溶液不出现红色,则说明Fe3+已经除尽;因为需要把溶液的pH调节至5,即c(OH‾)=10-9mol•L‾1,根据KSP[(Cu(OH)2]可得Cu2+恰好沉淀时的Cu2+浓度为:c(Cu2+)=2×10-20÷(10-9)2=2×10-2,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过2×10-2mol•L‾1。 (4)加入Na2CO3后,CO32‾与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,Fe3+开始沉淀的pH分别2.7,完全沉淀的pH分别为3.7,所以pH调节至5时,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,所以固体I的主要成分除 FeAsO4外还有Fe(OH)3、CaCO3;根据流程图可知经过操作I得到电镀硫酸铜和溶液II,则操作I为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥。 (5)电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,阳极为粗铜,粗铜中Fe与Cu在阳极失去电子,所以阳极发生的电极反应方程式为:Fe—2e—= Fe2+ ;Cu —2e—= Cu2+。  
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以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2MnO(OH)NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:

1)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是_______

2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。

溶液a呈酸性,原因是______

根据如图所示的溶解度曲线,将溶液a______(填操作),可得NH4Cl粗品。

提纯NH4Cl粗品,有关性质数据如下:

化合物

ZnCl2

NH4Cl

熔点

365

337.8℃分解

沸点

732

-------------

 

根据上表,设计方案提纯NH4Cl________

3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入_______(填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。

4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。

ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。

ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。

用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因:________

解释试剂加入顺序不同,MnO2作用不同的原因:________

上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。

 

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是一种重要的无机功能材料,粗的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗含有较多的MnO样品转化为纯实验,其流程如下:

步加稀时,粗样品中的______写化学式转化为可溶性物质。

步反应的离子方程式: __________________

步蒸发操作必需的仪器有铁架台含铁圈__________________,已知蒸发得到的固体中有NaOH,则一定还有含有______写化学式

若粗样品的质量为,第步反应后,经过滤得到,并收集到标准状况下,则在第步反应中至少需要______mol 

 

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石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO27.8%)、Al2O3(5.1%)Fe2O3(3.1%)MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下:

(注:SiCl4的沸点是57.6ºC,金属氯化物的沸点均高于150ºC

1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2,主要目的是______________________

2)高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为______________________。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为______________________

3)步骤①为:搅拌、_______。所得溶液IV中阴离子有______________________

4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为______________________100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg______________________

5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成下图防腐示意图,并作相应标注_______

 

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粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为,还含有少量的FeOC等。实验室模拟工业上的两种方法从粉煤灰中提取活性,其流程如下:

己知烧结过程的产物主要是:等。

烧结过程中铝元素转化的化学方程式为__________

浸出过程中,可完全彻底水解,水解反应的离子方程式为________

滤渣的主要成分是____________

提纯过程中,当加入NaOH溶液使沉淀量达到最大时,溶液中______ _

提纯过程中,如当时,说明溶液中被除尽,则此时溶液中pH______己知

碳化过程中,通入过量气体X时发生反应的离子方程式为________

 

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磷酸亚铁为白蓝色晶体,溶于强酸,不溶于水和乙醇。它是生产的原料,实验室利用为原料制备磷酸亚铁的实验流程如图1

合成时的主要反应为:

实验中由原料配制溶液时,蒸馏水事先要煮沸、冷却,煮沸的目的是______

合成时,在三口烧瓶中先加入抗坏血酸稀溶液作底液,再向烧瓶中,滴入混合溶液至时,再滴入溶液,最终维持装置如图2所示

实验不是将三种溶液直接混合的原因是______

用抗坏血酸溶液作底液而不用铁粉,其主要原因是______

生成的沉淀需充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是______

检验产品中是否混有杂质的方法是______

某研究性学习小组的同学拟用工业品十二水合磷酸氢二钠、重金属盐及有色杂质等提纯得到晶体。已知:溶液pH ,重金属硫化物不溶于水。

请补充实验步骤

实验中必须使用的试剂有:溶液、活性炭、溶液、乙醇磷酸氢二钠在水中溶解度

温度

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

将工业品溶于适量热水,______

 

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