【題目】用含少量鐵的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)。有如下操作:

已知:在pH4~5時,Fe3+幾乎完全水解而沉淀,Cu2+卻不水解。

(1)加熱酸溶過程中發(fā)生反應的離子方程式有:______

(2)氧化劑A可選用_______(填編號,下同)

Cl2 KMnO4 HNO3

(3)要得到較純的產(chǎn)品,試劑B可選用_______

NaOH FeO CuO

(4)試劑B的作用是_______

①提高溶液的pH ②降低溶液的pH

③使Fe3+完全沉淀 ④使Cu2+完全沉淀

(5)從濾液經(jīng)過結晶得到氯化銅晶體的方法是___________(按實驗先后順序填編號)

①過濾 ②蒸發(fā)濃縮 ③蒸發(fā)至干 ④冷卻

(6)為了測定制得的氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)中x值,某興趣小組設計了兩種實驗方案:

方案一:稱取m g晶體灼燒至質(zhì)量不再減輕為止、冷卻、稱量所得無水CuCl2的質(zhì)量為n g。

方案二:稱取m g晶體、加入足量氫氧化鈉溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再減輕為止、冷卻、稱量所得固體的質(zhì)量為n g

試評價上述兩種實驗方案,其中正確的方案是______,據(jù)此計算得x = ______________(用含m、n的代數(shù)式表示)。

【答案】Fe + 2H+ → Fe2+ + H2CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O ①③ ②④① 80m-135n/18n

【解析】

鐵和酸反應生成二價鐵離子和氫氣,氧化銅和酸反應,生成銅離子和水,寫出離子反應方程式;選用氧化劑時既要達到氧化的作用,又不能引入新的雜質(zhì);為了得到較純的產(chǎn)品,所加入的試劑不能引入其它雜質(zhì);試劑B會與前段反應產(chǎn)生的Fe3+作用,使其完全水解,生成沉淀;結合日常實驗中從濾液得到晶體的操作方法:加熱濃縮,冷卻結晶,過濾得到晶體;直接灼燒晶體會有部分CuCl2,發(fā)生水解反應,最后灼燒所得固體為氯化銅和氧化銅的混合物;根據(jù)銅原子守恒,氯化銅晶體中的銅和最后所得固體氧化銅中銅原子的質(zhì)量相等,列出比例式,氯化銅晶體和氧化銅的相對分子質(zhì)量之比等于質(zhì)量之比,計算出水的系數(shù)x,據(jù)此分析解答。

(1)鐵在酸性條件下,生成二價鐵離子和氫氣,氧化銅在酸性條件下,生成二價銅離子和水,離子反應方程式分別為Fe+2H+=Fe2++H2、CuO+2H+=Cu2++H2O
(2)加入氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,而且不引入新的雜質(zhì)離子,使用KMnO4引入K+Mn2+,使用HNO3引入NO3-,且無法除去,當加入氯氣時,發(fā)生反應以后,產(chǎn)生氯離子,不是雜質(zhì),故選①;

(3)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入的試劑B要能夠促使水解完全進行,又不引入新的雜質(zhì)離子,如使用Na0H引入新的Na+,使用FeO引入Fe2+,而③為固體,提高pH的同時引入的是銅離子,沒有新雜質(zhì)引入,故選③;

(4)選擇的試劑B,通過與酸的反應生成Cu2+且提高溶液的pH,因pH為4-5時,Fe3+幾乎完全水解而沉淀,而此時Cu2+卻幾乎不水解,所以促使了Fe3+完全沉淀,故選①③;

(5)從溶液中得到晶體,一般操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾,即實驗的先后順序為②④①;
(6)直接灼燒晶體會有部分CuCl2發(fā)生水解反應,最終得到CuO、CuCl2的混合物,導致測量不準確,方案一錯誤,方案二正確;最終生成的是CuO,根據(jù)銅原子守恒可得:,,解得。

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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某課外小組分別用如圖所示裝置對原電池和電解原理進行實驗探究。

請回答:

Ⅰ.用圖 1 所示裝置進行第一組實驗。

1)在保證電極反應不變的情況下,不能替代 Cu 作電極的是__(填字母序號)。

A B 石墨 C D

2N 極發(fā)生反應的電極反應式為__。

Ⅱ.用圖 2 所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中,觀察到與第一組實驗不同的現(xiàn)象:兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實驗,鐵電極明顯變細,電解液仍然澄清。 查閱資料得知,高鐵酸根離子(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。

3)電解過程中,X 極區(qū)溶液的 pH__(填增大”“減小不變)。

4)電解過程中,Y 極發(fā)生的電極反應之一為 Fe6e+8OH= FeO42-+4H2O 若在 X 極收集到672 mL 氣體,在 Y 極收集到 168 mL 氣體(均已折算為標準狀況時氣體體積),則 Y 電極(鐵電極)質(zhì)量減少____g。

5)在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池反應為 2K2FeO4+3Z=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,該電池正極發(fā)生的反應的電極反應式為__。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】鐵在史前就為人們所知,由于鐵、鈷、鎳性質(zhì)很相似故稱為鐵系元素;卮鹣铝袉栴}:

1)鐵、鈷、鎳中未成對電子數(shù)目最多的為_____,鎳的外圍電子軌道表達式為_____。

2Co2可以和SCN作用形成藍色配離子,該反應可用于Co2的定性檢驗。

SCN的空間構型為____,組成元素中第一電離能最大的是___

SCN對應的酸有硫氰酸(HSC≡N)和異硫氰酸(HNCS),這兩種酸中后者沸點較高,主要原因是_________________。

3)二茂鐵是一種夾心式結構的配合物,通常認為是由一個Fe2離子和兩個C5H5離子形成的,X射線研究結果指出兩個C5H5環(huán)的平面是平行的,結構如圖1所示。C5H5中碳原子的雜化類型為_____。分子中的大π鍵盤可用符號表示,其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù),n代表參與形成的大π鍵盤電子數(shù),則C5H5中的大π鍵盤可以表示為______。

4NiAs晶體中的原子堆積方式如圖2所示,其中As的配位數(shù)為______。六棱柱底邊邊長為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,NiAs的密度為______g·cm3,(列出計算式)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某課外小組制備SO2并探究SO2的相關性質(zhì),他們設計了如圖裝置(夾持儀器省略):

(1)實驗需要大約100mL1:1硫酸(濃硫酸與溶劑水的體積比),配制該硫酸時需要的玻璃儀器是:玻璃棒、_____________,配制過程_______________________________。

(2)圖中裝置A的作用是________________________________。

(3)若需要對比干燥SO2和濕潤的SO2的漂白性,則各儀器中需要加入的試劑分別是:

C_____________D_________ E:品紅溶液 FNaOH溶液

若需要先后驗證SO2的氧化性與還原性,則各儀器中需要加入的試劑分別是:

C:空瓶 D_____________ E_________ FNaOH溶液

寫出驗證SO2還原性裝置中的離子反應方程式__________________________________

(4)亞硫酸鈉易被氧化,在下列方框內(nèi)設計一個實驗流程圖測定亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù),設樣品質(zhì)量為W克,流程圖樣例如下,需要測定的數(shù)據(jù)自行設定符號表示,列出亞硫酸鈉質(zhì)量分數(shù)的計算表達式___________________,并說明各符號的意義:________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氯氣可直接用于自來水的消毒,也可以制取漂粉精、高鐵酸鈉等物質(zhì)來對自來水消毒。

(1)氯氣通入水中可用來殺菌消毒,其中殺菌消毒的原理是___,其有效成分的電子式是____。

(2)氯氣可用來制取漂粉精,但干燥的氫氧化鈣與氯氣并不易發(fā)生反應,氯氣只能被氫氧化鈣所吸附。為此,在工業(yè)上采用加入少許水的消石灰來進行氯化。其原因是____

(3)漂粉精的消毒能力受水的pH影響,pH較小時的消毒能力____(填大于小于 ;pH大時的消毒能力,其原因是______。

(4)用氯氣對飲用水消毒副作用多,產(chǎn)生影響人體健康有機氯衍生物。可用氯氣制取高鐵酸鈉凈水:___Fe3++____ __________ + ___Cl2___FeO42-+____ +___H2O

補全缺項,并配平上述離子方程式;

(5)計算Na2FeO4的消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)約是氯氣____倍。說明該凈水劑與氯氣相比較有何優(yōu)越性 _______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】amolFeSbmolFe3O4投入到VL cmol/L的硝酸溶液中恰好完全反應,假設只產(chǎn)生NO氣體。所得澄清溶液的成分是FeNO33H2SO4的混合液,則反應中未被還原的硝酸為

A.

B.a+3bmol

C.

D.cV3a9bmol

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某溫度下,等體積、PH相同的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,溶液中的隨溶液體積變化的曲線如圖所示。據(jù)圖判斷下列說法正確的是

A.b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度

B.b點溶液的導電性比c點溶液的導電性弱

C.取等體積的a點、b點對應的溶液,消耗的NaOH的量相同

D.曲線Ⅰ表示的是鹽酸的變化曲線

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(  )

A.c(Fe3+)0.1 mol·L1的溶液中:Na+Cu2+、ClSCN

B.使甲基橙變紅色的溶液中:K+、Fe2+、Cl、MnO4

C.由水電離出的c(H+)=1012mol·L1的溶液:Na+、K+、CO32、SO42

D.1012的溶液中:Mg2+、Al3+、NO3、SO42

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】以干海帶為原料提取碘單質(zhì)和氯化鉀的過程主要分三步:完成下列填空:

1)步驟一:灼燒干海帶,使其灰化后用熱水浸泡、過濾,制得原料液,含有氯化鉀等物質(zhì)。實驗室灼燒海帶應放在_____________(填寫儀器名稱)中加熱,選用熱水而不是冷水浸泡海帶灰的目的是____

2)步驟二:原料液經(jīng)結晶過濾分離出氯化鉀后,向濾液中通適量氯氣氧化I,制得富碘溶液。實驗室模擬氧化過程的實驗裝置如圖所示。

裝置中A部分用于制取氯氣,實驗室制取氯氣通常有兩種方案:一是在強酸性條件下用氧化劑氧化Cl;二是電解法。限用圖D中的儀器(支撐儀器、導管、導線、石墨棒和橡皮塞除外),能實現(xiàn)的反應是________(選填編號)。

a2NaCl(s)MnO22H2SO4()加熱MnSO4Cl2Na2SO42H2O

b2KMnO416HCl()→2MnCl22KCl5Cl28H2O

c2NaCl2H2O通電2NaOHCl2H2

d4HCl()MnO2加熱MnCl2Cl22H2O

廣口瓶B中發(fā)生反應的離子方程式是____________。裝置CNaOH的作用是_______________。

3)步驟三:取100 mL B中富碘溶液,按如下流程分離碘單質(zhì)。

萃、蚝退峄^程發(fā)生的反應分別是:

3I26OH→5IIO3-3H2O;

5IIO3-6H→3I23H2O

萃取劑X應選擇________(選填編號)。

a100 mL b10 mL乙醇 c10 mL CCl4 d10 mL己烯

實驗室進行萃取操作的儀器是________。操作Ⅰ的名稱是________。

4)分離出的KCl樣品中常含有少量NaClK2CO3等物質(zhì),設計實驗用沉淀法測定氯化鉀樣品中K2CO3的質(zhì)量分數(shù):①要用到的化學試劑是_________(填寫化學式);②要測定的物理量是________。

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