景泰蓝又名铜胎掐丝珐琅，属于国际级非物质文化遗产。其中掐丝工艺所使用的纯铜，可通过低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)]制备，同时还可获得绿矾(FeSO4⋅7H2O)，相关流程如图。已知：①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T。f细菌)在pH1.0～6.0范围内可保持活性。②金属离子沉淀的pH如表。Fe3+Cu2+Fe2+开始沉淀时的pH1.54.26.3完全沉淀时的pH2.86.78.3

1. 景泰蓝又名铜胎掐丝珐琅，属于国际级非物质文化遗产。其中掐丝工艺所使用的纯铜，可通过低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS₂)]制备，同时还可获得绿矾(FeSO₄⋅7H₂O)，相关流程如图。

已知：①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T。f细菌)在pH1.0～6.0范围内可保持活性。

②金属离子沉淀的pH如表。

	Fe³⁺	Cu²⁺	Fe²⁺
开始沉淀时的pH	1.5	4.2	6.3
完全沉淀时的pH	2.8	6.7	8.3

(1) 生物堆浸前，需先将矿石进行研磨，目的是。

(2) 生物堆浸过程的反应在的作用下进行，主要包括两个阶段，第一阶段的反应为：CuFeS₂+4H⁺+O₂ $\text{[math]}$ Cu²⁺+Fe²⁺+2S+2H₂O。第二阶段反应为Fe²⁺继续被氧化转变成Fe³⁺ ，反应的离子方程式为。

(3) 结合已知推断：生物堆浸过程中，应控制溶液的pH在范围内。

(4) 过程Ⅰ中，加入Na₂S₂O₃固体还原堆浸液中的Fe³⁺ ，得到溶液X。为判断堆浸液中Fe³⁺是否被还原完全，可取少量溶液X，向其中加入试剂(填试剂的化学式)，观察溶液颜色变化。

(5) 过程Ⅱ中，用H₂O₂和稀硫酸处理后，CuS完全溶解，用离子方程式表示H₂O₂的作用是。

(6) 绿矾的纯度可通过KMnO₄滴定法测定。取mg绿矾晶体，加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为cmol/L的KMnO₄溶液滴定，滴定终点的判定方法是。至恰好完全反应时，消耗KMnO₄溶液的体积为vmL。绿矾晶体质量分数的计算式为。[已知：M(FeSO₄⋅7H₂O)=278g/mol]

【考点】

物质的分离与提纯;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

流程题困难

1. 某工厂利用黄铁矿( $\text{[math]}$ )和电解金属锰后的阳极渣(主要成分 $\text{[math]}$ ，杂质为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 元素的化合物)为原料制备高性能磁性材料 $\text{[math]}$ 的Ⅰ工艺流程如下：

回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 中硫元素化合价为，滤渣1的成分除了 $\text{[math]}$ 还有。

(2) 写出任意一种加快酸浸速率的措施，“除铁、铜”过程中加入 $\text{[math]}$ 的目的是。

(3) 请结合平衡移动原理解释“除钙”时溶液酸度不宜过高，否则溶液中 $\text{[math]}$ 沉淀不完全的原因是：。

(4) “沉锰”时发生反应的离子方程式为：。“沉锰”时需缓慢向含 $\text{[math]}$ 的溶液中滴加 $\text{[math]}$ ，否则会发生反应 $\text{[math]}$ 而生成 $\text{[math]}$ ，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (保留一位小数，已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )。

(5) 用惰性电极电解酸性 $\text{[math]}$ 溶液还可制备 $\text{[math]}$ ，其阳极反应式为。

流程题困难

2. 海洋是人类的宝库，世界上超过60%的Mg是从海水中提取的。海水冶炼 Mg的工艺如下：

(1) “物质1”的化学式是；苦卤是海水晒盐后的余液，“物质2”最好选用(填“苦卤”或“天然海水”)，理由是(回答一点即可)。

(2) 一系列操作包括、、过滤等步骤。

(3) 欲测量 $\text{[math]}$ (氯化镁晶体)中的n值，可将氯化镁晶体置于坩埚中，450℃时在 HCl气流中加热，充分脱水(图a)。整个测量过程至少需进行次称量，当质量相差0.1g以内则证明氯化镁晶体已完全失去结晶水。已知：无水MgCl₂易吸收空气中水蒸气，加热后需留在坩埚中，置于干燥器中冷却后再称量(图b)。

(4) “电解”中，反应的化学方程式为。

(5) 污水处理中常用 Mg还原硫酸酸化的 $\text{[math]}$ 铬元素被还原为 $\text{[math]}$ ，写出该反应的离子方程式：。

流程题普通

3. 硫酸厂产生的酸性废水中含有超标的H₃AsO₃ ，需处理达标后才能排放。目前含砷废水的处理常用石灰中和PFS、氧化吸附等方法。

(1) 石灰中和PFS法，处理过程如下：

含砷废水经氧化后，加入石灰乳，在相同时间内，废水中沉降的固体、砷的去除率与溶液pH的关系如图1所示。H₃AsO₄水溶液中含砷微粒的物质的量分布分数与pH的关系如图2所示。已知此温度下，Ca(H₂AsO₄)₂溶于水，K_sp(FeAsO₄)=5.7×10^-21 ， K_sp[Ca₃(AsO₄)₂]=6.8×10^-19 ， K_sp(CaHAsO₄)=8.4×10^-4。

①一级沉降时，当pH=2，废水中开始产生沉淀，该沉淀主要成分的化学式为。pH调节到8时，开始产生Ca₃(AsO₄)₂沉淀，原因是。

②二级沉降中，保持溶液pH在8～10之间，加入PFS(聚合硫酸铁)形成的Fe(OH)₃胶体粒子与含砷微粒反应可提高砷的去除率，其主要反应的离子方程式为。

(2) 氧化吸附法，新生态MnO₂悬浊液具有较强的氧化性，能将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，也具有较强的吸附性，已知常温下，pH>7.1时，吸附剂表面带负电，pH越大，吸附剂表面带的负电荷越多；pH＜7.1时，吸附剂表面带正电，pH越小，吸附剂表面带的正电荷越多。pH不同时，新生态MnO₂悬浊液对砷去除率如图3所示。

①加入新生态MnO₂悬浊液使废水中H₃AsO₃转化为H₃AsO₄ ，反应的离子方程式为。

②当溶液pH介于7～9，吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而下降，试分析其原因：。

流程题普通