解题方法
1 . 纳米铜是一种性能优质的超导材料,以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图所示。
资料:肼(N2H4)无色油状液体,溶于水生成水合肼N2H4·H2O(水合肼有强还原性,生成无污染物质,易挥发)
(1)①上述流程中可以加快反应速率的措施有______ 。
A.过滤和萃取 B.升高温度 C.增大压强 D.研磨矿石
②用FeCl3溶液浸取辉铜矿中铜元素的反应为:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S。浸取时,在有氧的环境下可维持Fe3+较高浓度,有关反应的离子方程式为_______ 。
(2)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图所示。当pH>1.7时,pH越大,金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是______ 。
(3)“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时,Cu2+的还原率随pH和温度的变化如下表所示:
①该反应的离子方程式为_______ 。
②超过70℃时Cu2+的还原率降低的原因是______ 。
③以辉铜矿为原料制备纳米铜粉的工艺条件选择70℃、pH=10的理由是______ 。
(4)“水相1”中加入适量氨水,静置,再经过滤、_____ 、干燥、______ 等操作可得到Fe2O3。
(5)假设制得纳米铜的质量为akg,则最少投入肼的物质的量是______ 。
资料:肼(N2H4)无色油状液体,溶于水生成水合肼N2H4·H2O(水合肼有强还原性,生成无污染物质,易挥发)
(1)①上述流程中可以加快反应速率的措施有
A.过滤和萃取 B.升高温度 C.增大压强 D.研磨矿石
②用FeCl3溶液浸取辉铜矿中铜元素的反应为:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S。浸取时,在有氧的环境下可维持Fe3+较高浓度,有关反应的离子方程式为
(2)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图所示。当pH>1.7时,pH越大,金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是
(3)“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时,Cu2+的还原率随pH和温度的变化如下表所示:
pH | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
Cu2+还原率(%) | 34 | 60 | 90 | 92 | 95 | 92 | 90 | |
产物形态 | 砖红色Cu2O | 铜粉 | 紫黑色纳米铜 | |||||
温度 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
Cu2+还原率(%) | 25 | 45 | 70 | 80 | 95 | 90 | 85 | |
产物形态 | 砖红色Cu2O | 铜粉 | 紫黑色纳米铜 |
①该反应的离子方程式为
②超过70℃时Cu2+的还原率降低的原因是
③以辉铜矿为原料制备纳米铜粉的工艺条件选择70℃、pH=10的理由是
(4)“水相1”中加入适量氨水,静置,再经过滤、
(5)假设制得纳米铜的质量为akg,则最少投入肼的物质的量是
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2 . 为探究化学反应“2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2”存在限度及平衡移动与物质的浓度、性质的关系,甲、乙两同学进行如下实验。
已知:a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率,通常溶液颜色越深,透光率数值越小。
Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究,实验如下:
回答下列问题:
(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应存在限度,实验i中的现象是________ ,实验ii中a是________ (化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因________ 。
Ⅱ.乙同学:利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究
【实验过程】
实验中溶液的透光率数据变化如图所示:
回答下列问题:
(3)乙同学实验③的目的是______ 。
(4)乙同学通过透光率变化推断:FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是______ 。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律,用如图装置(a、b均为石墨电极),探究化学平衡移动与I-与Fe2+浓度及还原性强弱关系,操作过程如下:
①K闭合时,电流计指针向右偏转,乙同学得出结论:2Fe3++2I—⇌2Fe2++I2向正反应方向进行,b作______ (填“正”或“负”)极,还原性I—>Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管右管滴加0.1mol/LFeSO4溶液,电流计指针向左偏转,由此得出还原性Fe2+_____ I—(填“>”或“<”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程,得出的结论有______ 。
已知:a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率,通常溶液颜色越深,透光率数值越小。
Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究,实验如下:
回答下列问题:
(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应存在限度,实验i中的现象是
(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因
Ⅱ.乙同学:利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究
【实验过程】
序号 | 实验步骤1 | 实验步骤2 |
实验③ | 将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中 | 向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,同时采集溶液的透光率数据 |
实验④ | 将盛有2mL0.1mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 | 同上 |
实验⑤ | 将盛有2mL0.2mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 | 同上 |
回答下列问题:
(3)乙同学实验③的目的是
(4)乙同学通过透光率变化推断:FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律,用如图装置(a、b均为石墨电极),探究化学平衡移动与I-与Fe2+浓度及还原性强弱关系,操作过程如下:
①K闭合时,电流计指针向右偏转,乙同学得出结论:2Fe3++2I—⇌2Fe2++I2向正反应方向进行,b作
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管右管滴加0.1mol/LFeSO4溶液,电流计指针向左偏转,由此得出还原性Fe2+
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程,得出的结论有
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