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?！疽阎狵sp（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(yīng)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(fā)生反應(yīng)的離子方程式：3Cu2S+16H++10NO3- △ 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O3Cu2S+16H++10NO3- △ 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O。
②滴加液體的間隔向三頸燒瓶內(nèi)鼓入O2的目的是 使NO轉(zhuǎn)化為硝酸，提高硝酸的利用率使NO轉(zhuǎn)化為硝酸，提高硝酸的利用率。
③當(dāng)觀察到 裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色，可以停止鼓入O2。
④加入NaCl的目的是 使硫酸銀轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)節(jié)pH范圍為 6.5＜pH＜7.56.5＜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(shè)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(chǎn)率{2n[Cu2（OH2CO3]×100%}隨起始n（Na2CO3）與n（CuSO4）的比值和溶液pH的關(guān)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(diào)節(jié)溶液pH約為9，充分反應(yīng)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(diào)節(jié)溶液pH約為9，充分反應(yīng)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(fā)現(xiàn)，若反應(yīng)時溶液pH過大，所得Cu2（OH）2CO3的產(chǎn)率偏低，但Cu元素含量偏大，原因是 若反應(yīng)時溶液pH過大，根據(jù)圖2可知Cu2（OH）2CO3的產(chǎn)率偏低，沉淀中含有Cu（OH）2沉淀，而Cu（OH）2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2（OH）2CO3若反應(yīng)時溶液pH過大，根據(jù)圖2可知Cu2（OH）2CO3的產(chǎn)率偏低，沉淀中含有Cu（OH）2沉淀，而Cu（OH）2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2（OH）2CO3。
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【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】3Cu2S+16H++10NO3- 6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O；使NO轉(zhuǎn)化為硝酸，提高硝酸的利用率；裝置中氣體不再出現(xiàn)紅棕色；使硫酸銀轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)溶液pH約為9，充分反應(yīng)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(yīng)時溶液pH過大，根據(jù)圖2可知Cu2（OH）2CO3的產(chǎn)率偏低，沉淀中含有Cu（OH）2沉淀，而Cu（OH）2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于Cu2（OH）2CO3
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：2難度：0.3
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 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 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)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(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 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 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 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 ，常溫下，當(dāng)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(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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