高三化学解答题中等难度题
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(16分)某化学研究性小组同学提出回收含铜电缆废料中提取铜的两种方案,并向老师咨询,老师就以下几个方面与同学们展开讨论:
方案甲:
(1)两个方案哪个符合当前生产的绿色理念,为什么?
________.
(2)写出方案甲中的②③步骤与铜有关的离子反应的离子方程式。
__________________ _ __________
_________________ _________。
(3)老师建议,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑”这一步时,应该加入略过量的铁屑,目的是:________。
(4)老师请同学们用化学方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑。请你填写下列表格写出实验操作、预期实验现象、结论及操作(②中相关的离子方程式)。
序号 | 实验操作 | 实验现象 | 结论及离子方程式 |
① | 取适量的样品于试管内 | —— | —— |
② | 用滴管滴入足量硫酸溶液,并充分振荡试管 | ||
③ | 溶液先黄色,滴入KSCN溶液后显红色 | ||
(5)为了提高原料的,老师建议把最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发.冷却结晶.过滤.洗涤.自然干燥得到一种带结晶水的硫酸亚铁晶体。
研究小组按老师的建议完成上面操作步骤,获得晶体后对其进行检测
①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。研究小组通过计算测知该晶体的化学式是________。
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(12分) 从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。
方案甲:
方案乙:
(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案________,理由是________。
(2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________________,
若不考虑绿色化学要求,溶解铜生成硫酸铜时,还可将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使铜溶解完全,则理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:________︰________。
(3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测:
①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。
通过计算测知该晶体的化学式是________。
(4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl :
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3 = 2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3 溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO4)2溶液。有关反应的离子方程式为:
Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl- ,Ce4+ + Fe 2+ = Fe 3+ + Ce3+
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。
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从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。
方案甲:
方案乙:
(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案________,理由是________方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。
(2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________ _ ______。
(3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测:
①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。通过计算测知该晶体的化学式是________。
(4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl :
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3=2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3 溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO4)2溶液。有关反应的离子方程式为:Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl- ,Ce4+ + Fe 2+ =Fe 3+ + Ce3+
计算上述样品中CuCl的质量分数为________。
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(16分)铜陵有色股份有限公司电线电缆厂属国家电线电缆、绕组线行业专业生产厂。在电缆生产过程中,不可避免地会产生一定量的含铜废料(如:零碎电缆)。某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后,围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法。甲同学根据已学知识,提出了一套回收方案:
乙同学在查阅资料后得知:在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸在溶液中发生反应(方程式为:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O ) ,于是他提出了另一套方案:
(1)甲方案的①、③两个步骤中,与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是:
①________;③________。
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较,你认为________(填“甲”或“乙”)方案更合理,理由是:________。
(3)丙认为,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑”这一步时,应该加入略过量的铁屑。你认为丙这么说的道理是:________。
丁又提出了疑问:如果铁过量,剩余的铁粉会混在红色粉末中,该怎么处理呢?
请提出你的想法:________。
(4)最后,老师肯定了同学们的积极思考,但同时指出:方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后,会得到一种俗称“绿矾”的工业产品,可增加经济效益。如果直接排放掉滤液,不仅造成了浪费,还会________。
(5)若上述方案所用的稀硫酸质量分数为36.8%,问每1000mL98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL)能配制出这种稀硫酸________g,需水________mL(水的密度为1.0g/mL ) ,在实验室中稀释浓硫酸时,是如何操作的:。
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某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
回答下列问题:
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式,有人认为合金与烧碱溶液形成了原电池,则作为原电池负极的物质是________。
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,你认为合理的是________________。上述实验方案多处采用了过滤操作,过滤所用到的玻璃仪器有________和玻璃棒;其中玻璃棒的作用是________。
(3)用粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是: 、________ 。
(4)通过途径④实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、________、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为________(用离子方程式表示)。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行________次。若测定结果x值偏高,可能的原因是________。
a.加热温度过高 b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却 d.胆矾晶体部分风化
e.加热时胆矾晶体飞溅出来 f.所用坩埚事先未干燥(潮湿)
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