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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某同学拟定了以下实验方案,来确定一批合金废料的成分并加以回收利用。
请回答下列问题:
(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和____(填化学式)。
(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂,该氧化剂的化学式为____;滤渣D、稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为________。
(3)若反应①产生的气体是H2,则验证滤液A只含NaAlO2、不含Na2SiO3的方法是:取少量滤液A于试管中,滴加________。
Na2SiO3溶液与过量的CO2反应的离子方程式为。
(4)取质量均为13.2g的滤渣B四份,分别加入相同浓度,不同体积的稀HNO3充分反应,标准状况下所生成的NO(设还原产物只有一种)体积与剩余固体金属的质量如下表:
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ |
稀HNO3体积(mL) | 100 | 200 | 300 | 400 |
剩余金属质量(g) | 9.0 | 4.8 | 0 | 0 |
NO体积(L,标况) | 1.12 | 2.24 | 3.36 | 4.48 |
①实验①最先溶解的金属发生反应的化学方程式是。
②滤渣B中Fe的质量分数为____%(精确到0.1%)。
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实验编号 | ① | ② | ③ | ④ |
稀HNO3体积(mL) | 100 | 200 | 300 | 400 |
剩余金属质量(g) | 9.0 | 4.8 | ||
NO体积(L,体积) | 1.12 | 2.24 | 3.36 | 4.48 |
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某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子。以下是某化学研究性学习小组的同学设计除去污水中的金属离子,并回收绿矾、皓矾(ZnSO4·7H2O)和汞的方案。
【药品】NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉
【实验方案】
【问题探究】
(1)步骤Ⅱ所发生反应的离子方程式为 。
(2)步骤Ⅲ中抽滤的目的是 ,该步骤产生Fe(OH)3的反应的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子方程式为 。
(4)欲实现步骤Ⅴ,需加入的试剂有 、 ,所涉及的主要操作依次为 。
(5)步骤Ⅳ常用的方法是 ,该步骤是否对环境有影响? (填“是”或“否”),如有影响,请你设计一个绿色环保方案来实现步骤Ⅳ的反应: 。
(6)该研究小组的同学在强碱溶液中,用次氯酸钠与Fe(OH)3反应获得了高效净水剂Na2FeO4,该反应的离子方程式为 。
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某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子。以下是某化学研究性学习小组的同学设计的除去污水中的金属离子,回收绿矾、皓矾(ZnSO4·7H2O)和汞的方案。
[药品] NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉
[实验方案]
[问题探究]
(1)步骤Ⅱ所发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)步骤Ⅲ中的抽滤为减压条件下的过滤,可以加快过滤速度;该步骤涉及反应的离子方程式有Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O和________________。
(3)步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子反应方程式为______________________________。
(4)欲实现步骤Ⅴ,所需加入的试剂有________、________,所涉及的主要操作依次为______________________。
(5)步骤Ⅳ常用的方法是加热,该步骤是否对环境有影响?__________(填“是”或“否”),如有影响,请你设计一个环境保护方案来实现步骤Ⅳ的反应________________________。
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