1、计算题 录像用的高性能磁粉,主要材料之一是由三种元素组成的化学式为CoxFe(3-x)O(3+x)的化合物。已知氧为-2价,钴(Co)和铁可能呈现+2价或+3价,且上述化合物中,每种元素只有一种化合价。则x值为______,铁的化合价______,钴的化合价________。
2、填空题 某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制备有关物质,整个流程如下图所示。请回答:
(1)气体a的化学式为?。
(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式?。
(3)制备硫酸铜溶液。常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。
A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则第二步反应的郭子方程式为?。
B.⑦操作中,配制Fe2(SO4)3溶液时应注意?。
(4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于10-5mol/L),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为_____。
已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×10-22,Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10-38
(5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。
A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)?△H=+484kJ/mol
20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。
B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)?△H=-292kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)?△H=-221kJ/mol
请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。
3、实验题 氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题:
(1)按气流方向连接各仪器接口顺序是:a??、???、???、 ???
(2)写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是?。
(3)反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是?.
II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:
(1)检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是?;
(2)某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2·2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为 ??
(3)溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)?
a.NaOH? b.NH3·H2O? C.CuO? d.CuSO4? e.Cu2(OH)2CO3
(4)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:? .
4、选择题 下列物质不能由铜单质与其它物质发生化合反应得到的是(?)
A.CuO
B.CuS
C.Cu2S
D.CuCl2
5、填空题 (12分)利用染化厂的废料铁泥(主要成分是Fe2O3、FeO和铁)制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为:
请回答:
(1)过程①主要反应的离子方程式为?。
(2)已知氢氧化亚铁的Ksp=4.87×10-17,氢氧化铁的Ksp=2.6×10-39。
当溶液中某离子浓度不高于1×10-5 mol·L-1时,可以认为该离子已经完全沉淀。通过计算所得数据说明过程②调节pH=9的原因是?。
(3)物质D的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32,则过程③主要反应的化学方程式为?。
(4)已知Fe2+在弱碱性溶液中还原性较强,图11是研究过程④的实验所得,则该反应所需的时间控制在?小时左右,较为适宜。
(5)某工厂处理废铁泥(测得铁元素含量为16.8 %)的能力为10吨/小时,生产纳米四氧化三铁的产量为4.64吨/小时。如不考虑过程④以后生产中Fe2+的氧化,则该工厂每小时消耗铁粉的质量为?千克。