用黄铜灰渣 ( 含有 Cu 、 Zn 、 CuO 、 ZnO 及少量 FeO 、 Fe 2 O 3 ) 生产晶体 Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O 的流程如图所示,下列说法正确的是
A . “ 浸取 ” 时使用浓硫酸可加快反应速率
B .滤液 II 中一定含 Zn 2+ 、 Fe 2+ 、 SO 离子
C .若制得纯度较高的 Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O ,反应中所加 Zn 需过量
D .将 Cu(NO 3 ) 2 溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到 Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O
B
【解析】
【分析】
黄铜灰渣含有 Cu 、 Zn 、 CuO 、 ZnO 及少量 FeO 、 Fe 2 O 3 ,加入稀硫酸, Cu 不溶于稀硫酸,滤渣 Ⅰ 是 Cu ; Zn 、 CuO 、 ZnO 、 FeO 、 Fe 2 O 3 和硫酸反应生成 Zn 2+ 、 Cu 2+ 、 Fe 2+ 、 Fe 3+ ,铜把少量的 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,加入适量的锌粉,把 Cu 2+ 还原为 Cu ,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜溶液,蒸发浓缩、冷却到 30℃ 以上结晶、过滤得到 Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O 。
【详解】
A .浓硫酸中氢离子浓度小, “ 浸取 ” 时使用浓硫酸不能加快反应速率,故 A 错误;
B .加入适量的锌粉,把 Cu 2+ 还原为 Cu ,所以滤液 II 中一定含 Zn 2+ 、 Fe 2+ 、 SO 离子,故 B 正确;
C .若反应 Ⅰ 中加入过量的 Zn ,得到的固体中 Cu 中含有 Zn 、 Fe 杂质,产品 Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O 中含有硝酸锌、硝酸铁,故 C 错误;
D . Cu 2+ 会水解,故在蒸发 Cu(NO 3 ) 2 溶液时,要加硝酸抑制 Cu 2+ 水解,再冷却结晶,故 D 错误;
选 B 。
影响化学反应速率的因素:
1.内因:参加反应的物质的结构及性质。
2.外因:主要是指浓度、温度、压强和催化剂,另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度:其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。在一定温度下,同体、纯液体的浓度视为定值,如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中,C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小,即不冈其量的增减而影响反应速率,但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度:其他条件相同时,升高温度,可以加快反应速率,实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
经验公式为
(3)压强:对于气体反应,当温度不变时,增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系,压强改变时有以下几种情况:
(4)催化剂:催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应,使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素:增大同体的表面积(如将块状改为粉末状),可增大反应速率;光照一般也可增大某些反应的速率;形成原电池可以加快反应速率;此外,超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3.外因对化学反应速率影响的微观解释
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下表中是各组反应的反应物和反应温度,反应刚开始时,放出H2速率最快的是( )
编号 | 金属(粉末状) | 物质的量(mol) | 酸的浓度及体积 | 反应温度(℃) |
A | Al | 0.1 | 2mol.L-1盐酸10mL | 60 |
B | Fe | 0.1 | 1mol.L-1盐酸10mL | 50 |
C | Mg | 0.1 | 1mol.L-1盐酸10mL | 60 |
D | Mg | 0.1 | 1mol.L-1硫酸10mL | 60 |
A.A B.B C.C D.D