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我国古代许多著作在化学学科知识上都体现出了一定水平的认识。其中《管子•地数》中有记载:“上有丹沙者,下有黄金;上有慈石者,下有铜金。”
Ⅰ.“丹沙者丹砂也”,丹砂是古代炼丹的重要原料,也是实验室处理水银洒落后的产物。你认为丹砂主要成分是 ;(填化学式)“慈石者磁石也”,请写出磁石溶于盐*的离子方程式: ;
Ⅱ.“铜金者,斑岩铜矿也。”
安徽宣城茶亭铜金矿床是长*中下游成矿带中新发现的一个大型斑岩型矿床。斑岩铜矿中Cu主要以铜﹣铁硫化物(主要为CuFeS2)的形式存在。
以黄铜矿(主要成份为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿*(FeSO4•7H2O)。其主要流程如图:
已知:①“反应1”:4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O
②部分阳离子以*氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表:
沉淀物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀pH | 4.7 | 2.7 | 7.6 |
完全沉淀pH | 6.7 | 3.7 | 9.6 |
(1)“反应1”中,每生成1 mol CuSO4转移电子数为 NA;
(2)“试剂a”是 ,“试剂b”是 ;
(3)“反应2”中加CuO调pH为3.7~4.7的目的是 ;
(4)“*作X”应为 、 、过滤、洗涤;请简述上述“*作X”中如何对所得 FeSO4•7H2O晶体进行洗涤 ;
(5)简述如何判断“反应5”已进行完全: 。
【回答】
解:Ⅰ.由题意可知丹砂为实验室处理水银洒落后的产物,应为HgS,磁石的主要成分为四氧化三铁,与盐*反应生成*化铁、*化亚铁和水,反应的离子方程式为Fe3O4+8H +=2Fe 3++Fe 2++4H2O,
故*为:HgS; Fe3O4+8H +=2Fe 3++Fe 2++4H2O;
Ⅱ.(1)涉及反应为4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O,反应中S元素化合价由﹣2价升高到+6价,Fe元素化合价由+2价升高到+3价,生成4molCuSO4,则消耗17mol氧气,转移68mol电子,则生成1molCuSO4,转移17mol电子,故*为:17;
(2)试剂a是Fe;试剂b是稀硫*,故*为:Fe粉、稀硫*;
(3)加CuO调pH为3.7~4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀,
故*为:使Fe 3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀;
(4)由溶液得到晶体,可进行加热浓缩、冷却结晶等*作,洗涤晶体,可向漏斗中加入蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复2﹣3次,
故*为:加热浓缩、冷却结晶;向漏斗中加入蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复2﹣3次;
(5)反应5为硫*铁与铁粉的反应,可用检验铁离子的方法检验是否反应完,方法是取少量反应后滤液加入几滴硫*化钾溶液,若无明显现象则*反应进行完全,
故*为:取少量反应后滤液加入几滴硫*化钾溶液,若无明显现象则*反应进行完全。
知识点:金属元素的单质及其化合物
题型:综合题