【題目】氯化亞銅(CuC1)在化工、印染、電鍍等行業(yè)應用廣泛。CuCl微溶于水,不溶于醇和稀酸,可溶于Cl-濃度較大的溶液,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術生產(chǎn)CuC1的工藝過程如圖所示:
回答下列問題:
(1)步驟①中N元素被還原為最低價,寫出此反應的離子方程式___________。
(2)步驟②中,亞硫酸銨要略保持過量,原因是___________,濾液中可循環(huán)利用的物質是___________。
(3)步驟⑤中,醇洗的目的是______________________。
(4)常用K2Cr2O7溶液測定氯化亞銅樣品純度(假設雜質不參與反應),步驟如下:準確稱取所制備的氯化亞銅樣品10.00g,將其置于過量的FeCl2溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸配成100mL溶液,取溶液10.00mL用0.1000mol·L K2Cr2O7溶液進行滴定,反應中Cr2O72-被還原成Cr3+,相關數(shù)據(jù)記錄如下表所示:
實驗編號 | 1 | 2 | 3 |
消耗K2Cr2O7溶液的體積/mL | 14.98 | 16.03 | 15.02 |
該樣品中CuCl的質量分數(shù)___________。(保留4位有效數(shù)字)
(5)制造印刷電路板產(chǎn)生的廢液中含大量[Cu(NH3)4]2+等離子,利用膜電解技術對此廢液進行電解,電解裝置如下圖所示。電解后的陰極液中加入適量鹽酸并用水稀釋可得到CuCl,電解時陰極的電極反應式為___________,生成CuCl的離子方程式為______________________。
【答案】4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O 使Cu2+反應完全,阻止生成的CuCl被氧氣氧化 硫酸 有利于除去CuCl表面的水分,防止CuCl表面被氧化 89.55% [Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O [Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl↓+2NH4+
【解析】
酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅,過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止水解、氧化,烘干得到CuCl,以此來解答該題。
(1)步驟①中N元素被還原為最低價,應生成銨根離子,離子反應為4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O;
(2)步驟②中,亞硫酸銨要略保持過量,可使Cu2+完全反應,阻止生成的CuCl被氧化,濾液中可循環(huán)利用的物質是硫酸;
(3)步驟⑤為醇洗,因乙醇沸點低,易揮發(fā),則用乙醇洗滌,可快速除去CuCl固體表面的水分,防止水解、氧化;
(4)氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,反應的關系式為6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-,第二次實驗誤差較大,可舍去,K2Cr2O7溶液的體積為15mL,則n(K2Cr2O7)=0.1000mol/L×0.015L=1.5×10-3mol,由關系式可知10mL樣品中n(CuCl)=9×10-3mol,則10.00g樣品中m(CuCl)=9×10-3mol××99.5g/mol=8.955g,則含量為×100%=89.55%;
(5)陰極發(fā)生還原反應,[Cu(NH3)4]2+得電子生成[Cu(NH3)2]+,反應的電極反應式為[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3H2O,生成CuCl的離子方程式為[Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl+2NH4+。
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【題目】鉀的化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問題:
(l)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_________形象化描述。
(2)鉀的焰色反應為_____色,發(fā)生焰色反應的原因是__________________________________。
(3)疊氮化鉀(KN3)晶體中,含有的共價鍵類型有_____________,N3-的空間構型為__________。
(4)CO能與金屬K和Mn形成配合物K[Mn(CO)5],Mn元素基態(tài)原子的價電子排布式為______________。
(5)原子坐標參數(shù)可表示晶飽內(nèi)部各原子的相對位置,金屬鉀是體心立方晶系,其構型如圖。其中原子坐標參數(shù)A(0,0,0)、B(l,0,0),則C原子的坐標參數(shù)為_____________。
(6)鉀晶體的晶胞參數(shù)為a pm。假定金屬鉀原子為等徑的剛性小球且處于體對角線上的三個球相切,則鉀原子的半徑為____________pm,晶體鉀的密度計算式是_____________g/cm3。
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【題目】根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結論正確的是
選項 | 實驗操作和現(xiàn)象 | 結論 |
A | 室溫下,向苯酚鈉溶液中通入足量CO2,溶液變渾濁。 | 碳酸的酸性比苯酚的強 |
B | 室溫下,向濃度均為0.1 mol·L–1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出現(xiàn)白色沉淀。 | Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4) |
C | 室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍色。 | Fe3+的氧化性比I2的強 |
D | 室溫下,用pH試紙測得:0.1mol·L–1Na2SO3溶液的pH約為10;0.1mol·L–1NaHSO3溶液的pH約為5。 | HSO3–結合H+的能力比 |
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【題目】寫出下列反應的電極反應式
①Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
正極_____________________,負極____________________;
②惰性電極電解硫酸銅溶液
陽極_____________________,陰極____________________;
總電解方程式________________________,總電解離子方程式______________________。
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【題目】工業(yè)上用甲和乙通過化合反應制備丙,如圖是三種分子的模型圖,根據(jù)微觀示意圖得出的結論錯誤的是
A. 甲的化學式為C2H4
B. 乙和丙都屬于氧化物
C. 化學反應前后分子的種類都發(fā)生了改變
D. 保持乙化學性質的最小微粒是水分子
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【題目】①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時,外電路電流從②流向①;①③相連時,③為正極,②④相連時,②上有氣泡逸出;③④相連時,③的質量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是
A. ①③②④B. ①③④②C. ③④②①D. ③①②④
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【題目】原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術的巨大進步,是化學對人類的一項重大貢獻.
(1)理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池.請利用反應“Cu+2Ag+ =2 Ag +Cu2+ ”,設制一個化學電池(正極材料用碳棒),回答下列問題:
①該電池的負極材料是_______,電解質溶液是_____________;
②正極的反應式為_____________________.
③若導線上轉移電子1mol,則生成銀___________克.
(2)將純鋅片和純銅片按圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時間,回答下列問題:
①在相同時間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度:甲____________乙(填“>”、“<“或“=” ).
②請寫出圖中構成原電池的負極電極反應式_______________. 電池工作時,溶液中SO42-向______極(填正、負)移動,電池工作完成后,溶液中SO42-濃度_________(填增大或減小或不變).
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【題目】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結晶后的母液(含少量雜質Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀 (K2Cr2O7),其工藝流程及相關物質溶解度曲線如下圖所示。
(1)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_____________________。
(2)通過冷卻結晶析出大量K2Cr2O7的原因是________________________________。
(3)固體A的主要成分為__________(填化學式),用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉移到母液___________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高產(chǎn)率又可使能耗降低。
(4)測定產(chǎn)品中K2Cr2O7含量的方法如下:稱取產(chǎn)品試樣2.500 g 配成250 mL溶液,用移液管取出25.00 mL于碘量瓶中,加入10 mL 2 mol·L-l H2SO4溶液和足量KI溶液(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放置于暗處5 min,然后加入100 mL蒸餾水、3 mL 淀粉指示劑,用0.1200 mol·L-l Na2S2O3標準溶液滴定(已知I2+ 2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①酸性溶液中KI 與K2Cr2O7反應的離子方程式為_____________________________。
②若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液40.00 mL,則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為__________%( 保留2 位小數(shù),設整個過程中其他雜質不參與反應)。
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