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...

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如下：

已知：①Fe3+、Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4，完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。

②Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20

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

(1)溶解操作中需要配制含铜32 g·L-1的硫酸铜溶液1.0 L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为___________g。

(2)测定溶解液中的Fe2+的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4溶液应使用

________(“酸式”或“碱式”)滴定管，其中反应离子方程式为：______________________。若要检验调节pH后溶液中的Fe3+已除尽的方法是___________________________。

(3)氧化后需要将溶液进行稀释及调节溶液的pH=5，则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 、Fe(OH)3外还有__________________，由溶液Ⅰ获得CuSO4·H2O,需要经过________ 、____________、过滤、洗涤、干燥操作。

(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜(含锌、银、铂杂质)制备纯铜，写出阳极发生的电极反应式：________________。

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电镀含铬废水的处理方法较多。

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：

已知：a.Cr(OH)3→NaCrO2→Na2CrO4→Na2Cr2O7

b.Cu(OH)2能溶于氨水：Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

请回答：

（1）操作Ⅰ的名称为__，上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有__。

（2）试剂乙的名称为__，滤渣Ⅱ的主要成分为__(写化学式)。

Ⅱ.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，工业上常用还原沉淀法进行处理。

该处理方法的工艺流程为：CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr（OH）3↓

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O

（1）若该平衡处于强酸性环境中，则溶液显___色。

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是___。

A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同

B.2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）

C.溶液的颜色不变

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辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分为MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)：

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(任写一点)；

（2）调节浸出液pH的范围为____________，其目的是_______________________；

（3）本工艺中可循环使用的物质是____________________(写化学式)．

（4）在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度较低或过高，都将造成_________________的结果；

（5）碳酸锰在一定条件下可得硫酸锰溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验方案为____________________。

（6）用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4•H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_________________(任写一种)。

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如图是利用废铜屑（含杂质铁）制备胆矾（硫酸铜晶体）的流程。

请回答：

（1）溶液B中含有的阳离子有__（填离子符号）。

（2）下列物质中最适宜做氧化剂X的是__（填字母）。

A.NaClO　　　　 B.H2O2　　　 C.KMnO4

写出加入氧化剂X时，发生反应的离子方程式___。

（3）加入试剂①是为了调节pH，试剂①可以选择__（填化学式）。

已知：残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时，沉淀就达完全。则Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=___。

（4）操作①的步骤：___、___、过滤、洗涤、干燥。

（5）沉淀D加入盐酸可以得到FeCl3，关于FeCl3溶液的性质中说法不正确的是__。

A.将FeCl3饱和溶液逐滴加入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔效应

B.将FeCl3溶液滴加到淀粉-KI溶液中，溶液显蓝色

C.将FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体

D.向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液中出现红色沉淀

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Ⅰ．辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分为MnO2,它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如图:

已知:①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;

②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水中会分解生成NH3;

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):

（1）酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________________(任写一种)。

（2）调节浸出液pH的范围为________,其目的是 ____________________。

（3）本工艺中可循环使用的物质是________(写化学式)。

（4）在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度较低或过高,都将造成__________的结果。

Ⅱ．海水开发利用的部分过程如下图所示。

（1）海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体（KClO3溶解度随温度变化大），可通过______、________、_________的操作净化。

（2）生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰，所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2，可通过反复洗涤去除Ca(OH)2，检验沉淀是否洗净的操作方法_______________。

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蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：

I．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等杂质离子）。

II．提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol·L^－H₂O₂溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。

III．制取氢氧化镁：向步骤II所得溶液中加入过量氨水。

已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

请回答下列问题：

（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是________（填字母序号）。

A. MgO           B. Na₂CO₃           C. 蒸馏水

（2）Fe²⁺与H₂O₂溶液反应的离子方程式为。

（3）工业上常以Mg²⁺的转化率为考察指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg²⁺转化率的关系如右图所示。

①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为________。

②根据图中所示50 ℃前温度与Mg²⁺转化率之间  的关系，可判断此反应是________

________（填“吸热”或“放热”）反应。

③图中，温度升高至50 ℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因是。________

④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：

Mg(OH)₂(s)  Mg²⁺ (aq)+ 2OH^- (aq)      Ksp = c(Mg²⁺)·c²(OH^-) = 5.6×10^-12

Ca(OH)₂(s)  Ca²⁺ (aq) + 2OH^- (aq)      Ｋsp = c(Ca²⁺)·c²(OH^-) = 4.7×10^-6

若用石灰乳替代氨水，________（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是________。

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（12分）蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：

I．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁

（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等杂质离子）。

II．提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol/L H₂O₂溶液，再

调节溶液pH至7～8，并分离提纯。

III．制取氢氧化镁：向步骤II所得溶液中加入过量氨水。

已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

请回答：

（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是　　　　（填字母序号）。

A. MgO　　　 B. Na₂CO₃　　　　 C.蒸馏水

（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K₃[Fe(CN) ₆]）溶液不变色所需H₂O₂溶液的量来确

定粗硫酸镁中Fe²⁺的含量。已知，测定 123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H₂O₂

溶液的体积如下表所示。

Fe²⁺与H₂O₂溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　。

（3）工业上常以Mg²⁺的转化率为考察指标，确定步骤III制备氢

氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg²⁺转化率

的关系如右图所示。

①  根据图中所示 50℃前温度与Mg²⁺转化率之间的关系，可判 断此反应是　　　（填“吸热”或“放热”）反应。

②图中，温度升高至 50℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因  是　　　　　　　。

③Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：

Mg(OH)₂(s) 　Mg²⁺ (aq)+ 2OH^- (aq)　　 Ksp = c(Mg²⁺)·c²( OH^-) = 5.6×10^-12

Ca(OH)₂(s)　Ca²⁺ (aq) + 2OH^- (aq)　　 Ｋsp = c(Ca²⁺)·c²(OH^-) = 4.7×10^-6

若用石灰乳替代氨水，　　（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是 　　　　 　　。

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铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为 Cu2S，含少量 Fe2O3、SiO2 等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：

已知：

①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表

②Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38

（1）加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有______________________（任写一种）。

（2）常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等，调节pH调的范围为_____________，若加 A 后溶液的 pH调为5，则溶液中 Fe3＋的浓度为_____________mol/L。

（3）写出“沉锰”(除 Mn2＋)过程中反应的离子方程式：____________________。

（4）“赶氨”时，最适宜的操作方法是______________________。

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铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：

已知：①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表

②Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38

(1)滤渣I中的主要成分除了MnO2，S还有___________ (化学式)，请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式：_____。

(2)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等，调节pH调的范围为____，若加A后溶液的pH调为5，则溶液中Fe3＋的浓度为____mol/L。

(3)写出“沉锰”(除Mn2＋)过程中反应的离子方程式：_____。

(4)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是____(写化学式)。

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