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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:45 题号:7210625
碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液(含有一定量Cu2+、H、SO42-、H2O2和微量Fe3+)制备高纯度碱式碳酸铜,其制备过程如下:


(1)试剂1最好选用_________
a.Fe2O3      b.CaCO3       c.CuO
(2)加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3+,否则Fe2(SO4)3会与Na2CO3反应,产生一种气体,同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀,影响产品质量,写出该反应的化学方程式________________
(3)加入Na2CO3沉淀时,反应液pH对产品中SO42-的含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如下图所示,第二次沉淀时溶液pH最好控制在________


(4)所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为:xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O,要测定其组成,甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤:①称取12.0克的样品;②高温分解;③测出生成CO2的质量为2.2克;④测出生成水蒸气的质量为1.8克⑤称量生成CuO的质量为8.0g。计算出碱式碳酸铜的组成,写出计算过程。____________________________

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解题方法
【推荐1】铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金,某科研小组从某废旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收和铜两种金属的工艺流程如下:

已知:I.铍、铝元素化学性质相似
II.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表

难溶物

Cu(OH)2

Fe(OH)3

Mn(OH)2

溶度积常数(Ksp)

2.2×10-20

4.0×10-38

2.1×10-13

(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有____ (填化学式),写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:_______
(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,最合理的实验步骤顺序为____
a.加入过量的氨水   b.通入过量的CO2 C.加入过量的NaOH   d.加入适量的HCl     e.洗涤     f.过滤
②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是_____
(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质。写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:___
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是_______(任写一条)
(4)滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离,首先沉淀的是___(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH大于_______
(5)用石墨电极电解NaCl-BeCl2混合熔盐可制备金属铍,
①阴极上得到Be的电极反应式为_____
②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na热气除去Be中少量Na的方法为_____
已知部分物质的熔、沸点如下表:

物质

熔点(K)

沸点(K)

Be

1551

3243

Na

370

1156

2021-01-25更新 | 348次组卷
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【推荐2】《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu和_________________
(2)继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示:

Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈,请解释原因____________________________________________________________________________________
(3)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成有害锈Cu2(OH)3Cl的原理示意图。

写出正极的电极反应式___________________________________________________。若生成2.145g Cu2(OH)3Cl,理论上消耗标准状况下氧气的体积为________L。
(4)文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体),请结合下图回答:

①过程Ⅰ的正极反应物是___________
②过程Ⅰ负极的电极反应式是_____________________________________________________
(5)青铜器的修复有以下三种方法:
ⅰ.柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈;
ⅱ.碳酸钠法:将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡,使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3
ⅲ.BTA保护法:

请回答下列问题:
①写出碳酸钠法的离子方程式________________________________________________
②三种方法中,BTA保护法应用最为普遍,分析其可能的优点有___________
A.在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B.替换出锈层中的Cl-,能够高效的除去有害锈
C.和酸浸法相比,不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到“修旧如旧”
2020-09-22更新 | 133次组卷
解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【推荐3】用途广泛。某探究小组同学以废铜屑(含杂质铁)为原料,在实验室用如图所示装置制取硫酸铜,再进一步从所得溶液中获得无水硫酸铜。

Ⅰ.制备晶体
(1)仪器M名称为________
(2)将反应温度控制在70℃-80℃,可采用的加热方法是________
(3)从反应后的混合溶液中获得硫酸铜晶体的操作步骤如下:
①向溶液中加入________(填标号)至稀溶液pH约为4,过滤。
a. CuO             b. NaOH溶液          c.
②将滤液________________(填操作名称)过滤、用乙醇洗涤、低温干燥,得晶体。
(4)用乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的目的是________,并缩短干燥所需时间。
Ⅱ.制备无水
(5)灼烧法:实验室可在________(填仪器名称)中灼烧,晶体制备无水
(6)法:该方案采用如下图装置,________(填操作名称)A使气体进入装有晶体的硬质玻璃管(已知:的熔点为-105℃、沸点为76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体)。装置B中发生反应的化学方程式为________

(7)法:相对灼烧法的优点为________________。(写出一点即可)
2020-06-11更新 | 159次组卷
共计 平均难度:一般