高考化学铜及其化合物推断题提高练习题压轴题训练及答案(1)
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高考化学铜及其化合物推断题提高练习题压轴题训练及答案(1)
一、铜及其化合物
1.下列框图涉及的物质所含元素中,除一种元素外,其余均为1~18号元素。
已知:A 、F 为无色气体单质,B 为具有刺激性气味的气体,化学家哈伯因合成B 获得1918年的诺贝尔化学奖。
C 为黑色氧化物,E 为紫红色金属单质,I 为蓝色沉淀(部分反应的产物未列出)。
请回答下列问题:
(1)常温下铝遇到G 的浓溶液后表面形成一层致密的保护膜,该现象称为___________。
(2)E 与G 的稀溶液反应的离子方程式为_________。
(3)在25 ℃和101 kPa 的条件下,将VL 的B 气体溶于100 mL 水中,得到密度为ρg·mL -1的
溶液M ,则M 溶液的物质的量浓度为________ mol·
L -1。
(已知25 ℃、101 kPa 条件下气体摩尔体积为24.5 L·
mol -1,不必化简) (4)分别蘸取B 的浓溶液和G 的浓溶液的玻璃棒,接近后的现象是_________。
(5)B 和C 反应的化学方程式为__________。
(6)J 、K 是同种金属的不同氯化物,K 为白色沉淀。
写出SO 2还原J 生成K 的离子方程式:______。
【答案】钝化 3Cu +8H ++2NO 3-=3Cu 2++2NO↑+4H 2O V 100024.517V+245024.5ρ
⨯ 冒白烟
3CuO +2NH 3=3Cu +N 2+3H 2O 2Cu 2++2Cl -+SO 2+2H 2O
Δ 2CuCl↓+4H ++SO 42- 【解析】
【分析】
(1)常温下铝遇浓硝酸钝化,据此解答;
(2)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,据此解答;
(3)氨气的物质的量是V 24.5mol ,溶液的质量是17V +10024.5⎛⎫ ⎪⎝⎭
g ,溶液的体积为-1
17V +100g 24.5ρg mL ⎛⎫ ⎪⎝⎭g =17V+245024.5ρmL ,据此解答; (4)浓硝酸、浓氨水均易挥发,分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生白烟,据此解答;
(5)B 与C 反应即CuO 和NH 3反应,生成铜单质、氮气和水,据此解答;
(6)J 、K 是同种金属的不同氯化物,K 为白色沉淀,则K 是CuCl ,SO 2还原氯化铜生成氯化亚铜,据此解答;
【详解】
A、F为无色气体单质,B为具有刺激性气味的气体,化学家哈伯因合成B获得1918年的诺贝尔化学奖,则B是氨气,A是氧气,D是NO,F是氮气,G是硝酸。
C为黑色氧化物,E为紫红色金属单质,I为蓝色沉淀,则C是氧化铜,与氨气发生氧化还原反应生成铜、氮气和水,E是铜,与硝酸反应生成硝酸铜,I是氢氧化铜,J是氯化铜。
(1)常温下铝遇浓硝酸后表面形成一层致密的保护膜,该现象称为钝化,故答案为:钝化;
(2)铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)氨气的物质的量是
V
24.5
mol,溶液的质量是
17V
+100
24.5
⎛⎫
⎪
⎝⎭
g,溶液的体积为
-1
17V
+100g
24.5
ρg mL
⎛⎫
⎪
⎝⎭
g
=
17V+2450
24.5ρ
mL,所以溶液的物质的量浓度为
V
1000
24.5
17V+2450
24.5ρ
⨯
mol·L-1,故答案为:
V
1000
24.5
17V+2450
24.5ρ
⨯
;
(4)浓硝酸、浓氨水均易挥发,分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生硝酸铵,实验现象是冒白烟,故答案为:冒白烟;
(5)B与C反应的化学方程式为3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O,故答案为:3CuO+2NH3=3Cu +N2+3H2O;
(6)J、K是同种金属的不同氯化物,K为白色沉淀,则K是CuCl,SO2还原氯化铜生成氯化亚铜的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
Δ
2CuCl↓+4H++SO42-,故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
Δ
2CuCl↓+4H++SO42-。
2.我国很早就使用青铜器,由于时间久远,其表面有一层“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”,是铜和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生的,化学式为[Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。
某同学利用以下反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
(1)从物质分类标准看,“铜绿”属于___(填字母)。
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
(2)请写出铜绿与盐酸反应的离子方程式:___。
(3)上述转化过程中属于氧化还原反应的是___(填序号)
(4)铜绿在受热时可直接分解生成物质B、CO2和水,其分解的化学方程式为___。
【答案】C Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+ +CO2↑+3H2O①⑤
Cu2(OH)2CO3Δ
2CuO+CO2↑+ H2O
【解析】
【详解】
(1)、Cu2(OH)2CO3中含有金属阳离子和酸根离子,属于盐类,故选择C;
(2)、铜绿与盐酸反应的离子方程式:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+ +CO2↑+3H2O;
(3)、反应①中铜元素从0价升高为+2价,反应⑤中铜元素从+2价降低为0价,其他反应元素化合价无变化,因此,上述转化过程中属于氧化还原反应的是①⑤,
故答案为①⑤;
(4)、铜绿受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水,化学方程式为:
Cu2(OH)2CO3Δ
2CuO+CO2↑+ H2O。
3.已知两种常见金属A(地壳中含量第二的金属)、B(红色金属)分别与两种酸X、Y发生反应,其转化关系如图所示,其中D为红棕色气体。
回答以下问题:
(1)反应③的离子反应方程式为___;
(2)6.4gB与过量X溶液(8mol /L、60mL)充分反应后,生成的还原产物有C、D,反应后溶液中所含X为n mol ,此时溶液中所含X的阴离子的物质的量为___mol。
(3)常温下A与Y的稀溶液能发生反应生成盐W,关于固体W的转化关系如图所示(无关物质已略去)。
其中N是红棕色的化合物。
①M由两种化合物组成,其中含有F;将M通入BaCl2溶液,实验现象是___。
②若经反应I得到16 g固体N,产生的气体M恰好被0.3L1mol·L-1 NaOH溶液完全吸收得溶液1,则反应Ⅳ中发生反应的离子方程式是____。
【答案】SO2+NO2 +H2O=2H++SO42-+NO n+0.2 产生白色沉淀 2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SO42-+3H+
【解析】
【分析】
常见金属A 为地壳中含量第二的金属,确定为Fe 、B 为红色金属确定为Cu ,根据 D 为红棕色气体,确定D 为NO 2,C 为NO ,X 为HNO 3;B 为Cu ,铜可以与浓硫酸反应生成硫酸铜,二氧化硫和水;生成的二氧化硫有还原性,可以与NO 2反应生成硫酸和硝酸,确定B 为Cu ,Y 为硫酸,F 为SO 2,G 为CuSO 4;(3)A (Fe )与Y (硫酸)的稀溶液反应生成硫酸亚铁和氢气,确定W 为FeSO 4,2FeSO 4Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑,气体M 为SO 2和SO 3的混合物,M 与NaOH 反应生成盐和水,N 为Fe 2O 3,与稀硫酸反应生成硫酸铁和水。
Fe 3+具有氧化性和+4价硫元素具有还原性,可以发生氧化还原反应生成硫酸亚铁,据此分析。
【详解】
(1)根据以上分析可知,反应③为SO 2、NO 2和水的反应,根据得失电子数相等和原子守恒配平,得离子反应方程式为SO 2+NO 2 +H 2O=2H ++SO 42-+NO ;
答案:SO 2+NO 2 +H 2O=2H ++SO 42-+NO
(2)6.4gB 与过量X 溶液(HNO 3)充分反应后,生成的还原产物有NO 2、NO ,反应后溶液中所含HNO 3为n mol ,溶液中所含N 3O -的物质的量为:n (N 3O -
)=n (Cu 2+)×2+n= 6.4g 264/g mol
⨯+n= n+0.2mol ; 答案:n+0.2
(3)①将M(SO 2、SO 3)通入BaCl 2溶液,发生反应SO 3+H 2O+BaCl 2=BaSO 4↓+2HCl ,有白色沉淀生成;
答案:产生白色沉淀
②反应Ⅰ:2FeSO 4Fe 2O 3+ SO 2↑+ SO 3↑;反应ⅢFe 2O 3+3H 2SO 4=Fe 2(SO 4)3+3H 2O ; 根据固体M (Fe 2O 3)的量计算出SO 2和SO 3的物质的量。
2FeSO 4Fe 2O 3+ SO 2↑+ SO 3↑
160g 1mol 1mol
1.6g 0.01mol 0.01mol
反应Ⅱ SO 3 + 2NaOH=Na 2SO 4+H 2O
1mol 2mol 1mol
0.01mol 0.02mol 0.01mol
SO 2+ NaOH = NaHSO 3
1mol 1mol 1mol
0.01mol 0.01mol 0.01mol
溶液1为Na 2SO 4和NaHSO 3的混合物;
反应Ⅳ:硫酸铁具有氧化性,亚硫酸氢钠具有还原性,根据得失电子数相等和原子守恒得出离子方程式2Fe 3++HSO 3-+H 2O=2Fe 2++SO 42-+3H +;
答案:2Fe 3++HSO 3-+H 2O=2Fe 2++SO 42-+3H +
4.根据下图物质之间的转化关系,回答下列问题:
(1)写出A、B、C的化学式:
A________、B________、C________。
(2)写出有关的化学方程式:
A―→B__________________________;
A―→Cu_________________________。
【答案】(7分)
1)CuSO4Cu(OH)2CuO (每格1分)
2)A→B: CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4(2分)
A→Cu: CuSO4+Fe=FeSO4+Cu (2分)
【解析】
【分析】
根据转化图可知,A和铁反应生成铜,而C和稀硫酸反应生成A,所以A是CuSO4;硫酸铜和氢氧化钠反应生成B,则为Cu(OH)2;Cu(OH)2受热分解生成氧化铜,C为CuO;CuO被氢气还原为铜;据以上分析进行解答。
【详解】
根据转化图可知,A和铁反应生成铜,而C和稀硫酸反应生成A,所以A是CuSO4;硫酸铜和氢氧化钠反应生成B,则为Cu(OH)2;Cu(OH)2受热分解生成氧化铜,C为CuO;CuO被氢气还原为铜;
(1)结合以上分析可知,A为CuSO4,B为Cu(OH)2,C为CuO;
综上所述,本题正确答案:CuSO4、Cu(OH)2、CuO。
(2)结合以上分析可知,
A→B反应方程式为:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
A→Cu反应方程式为:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;
综上所述,本题正确答案:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。
5.今有甲、乙两种固体和A、B、C、D四种物质的溶液。
已知甲、乙中有一种为氧化铜,A、B、C、D分别是盐酸、氯化钠、氯化铜和氢氧化钠中的一种。
这六种物质之间有如下转化关系:①乙+B=A+水;②A+C=乙+D;③甲+B=A+水。
(1)写出下列四种物质的化学式:甲______________,乙______________,
A______________, D______________。
(2)用离子方程式表示上述三个变化:①___________,②__________________,
③___________________。
【答案】CuOCu(OH)2CuCl2NaClCu(OH)2+2H+=Cu2++2H2OCu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓CuO+2H+=Cu2+ +H2O
【解析】
【分析】
甲、乙两种固体均与B反应,生成A和水,再分析给出的四种物质可知B为盐酸、A为氯化铜;所以甲乙中均含有铜元素,又A+C=乙+D,能与氯化铜反应的只有氢氧化钠,所以C 为氢氧化钠,D为氯化钠,乙为氢氧化铜,则甲为氧化铜.
【详解】
(1)根据以上分析可知,甲为CuO;乙为Cu(OH)2;A为CuCl2;D 为NaCl;
(2)氢氧化铜为难溶物所以不能拆,故乙与B的离子反应为:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;A与C的离子反应为:Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓;氧化铜为难溶物不能拆,故甲与B的离子反应为:CuO+2H+=Cu2+ +H2O。
6.有关物质的转化关系如下图所示(部分物质与条件已略去)。
已知A是由两种元素组成的黑色粉末,B由两种元素组成、其摩尔质量为65g•mol-1,C是空气中含量最多的单质,D 是白色粉末且焰色反应呈黄色,E是一种紫红色金属,F是一种无色气体单质,H是一种红棕色气体,I是最常见的液体,K是一种强碱。
(1)B的化学式为__________________。
(2)K的电子式为__________________。
(3)写出反应①的化学方程式:_________________________________________。
(4)写出反应②的离子方程式:____________________________________。
【答案】NaN3CuO+2NaN3Cu+Na2O+3N23Cu+8H++2NO3- =3Cu2-+2NO↑+4H2O
【解析】C是空气中含量最多的单质,则C是N2;D是白色粉末且焰色反应呈黄色,则D 中含有Na元素;E是一种紫红色金属,则E是Cu;结合转化关系图,结合其他已知条件可得:A是CuO、B是叠氮化钠、D是Na2O、E是Cu、G是NO、H是NO2、I是H2O、J 是HNO3、K是NaOH、L是Cu(NO3)2。
(1)叠氮化钠的化学式为NaN3;
(2)NaOH的电子式为;
(3)反应①为叠氮化钠和CuO受撞击反应生成N2、Na2O和Cu,故化学方程式为:CuO+2NaN3Cu+Na2O+3N2;
(4)反应②为Cu和稀硝酸的反应,离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2-+2NO↑+4H2O。
点睛:无机框图推断题,既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况,又能检查学生灵活应用知识的能力,更能考查学生的逻辑推理能力,难度较大。
解答无机框图推断题,应
认真分析题干,找出明显条件和隐蔽条件。
通过已知条件找出突破口,正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。
7.化学反应多姿多彩,其中的颜色多种多样,试根据图中框图,按要求填写下列问题
(1)A的名称是______________,B的化学式是_________。
(2)反应①的化学方程式________________________;
反应②的离子方程式_____________________________;
B和氯气的化学方程式____________________________。
【答案】(1)氧化铁;Fe
(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2;Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+;2Fe+3Cl22FeCl3
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:红棕色粉末A为氧化铁,在高温下被一氧化碳还原,生成黑色粉末B为铁,与蓝色溶液反应生成红色固体C为铜,铁与盐酸反应生成浅绿色溶液为氯化亚铁。
(1)根据上述分析,A是氧化铁,B是铁,故答案为氧化铁;Fe;
(2)反应①的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,故答案为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;
反应②的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+,故答案为Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+;
B和氯气的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3,故答案为2Fe+3Cl22FeCl3。
考点:考查了无机推断的相关知识。
8.为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如图1实验流程,用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体请回答:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式: ______ 。
(2)试剂X是 ______。
步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 ______。
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图2所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A 中.一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少.为了避免固体C减少,可采取的改进措施是 ______。
(4)由溶液E到绿矾晶体(FeSO4•7H2O),所需操作是 ______ 、 ______ 、 ______ 、洗涤、干燥。
(5)用固体F制备CuSO4溶液,可设计如图3三种途径:写出途径①中反应的离子方程式______ ,请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 ______ 。
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑稀硫酸过滤在a、b之间添加盛放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶蒸发浓缩冷却结晶过滤 3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O 途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小
【解析】
【分析】
金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应,铝可与氢氧化钠反应,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体流程为:合金中铝、氧化铝与氢氧化钠反应,所得滤液A为NaAlO2溶液,经途径Ⅱ与足量二氧化碳发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,反应可生成氢氧化铝固体C,生成的氢氧化铝再和盐酸反应生成AlCl3,得到的AlCl3较纯净;溶液D为碳酸氢钠溶液;
滤渣B为Fe和Cu的化合物,加入足量稀硫酸,得到的滤液E为FeSO4,经蒸发浓缩、冷却结晶可得到绿矾,滤渣F为Cu,可用于制备胆矾,以此解答本题。
【详解】
(1)步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠,金属铝和氢氧化钠反应,金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液,即2Al+2OH−+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH−+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应,金属铜和稀硫酸之间不反应,但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气,进而制的绿矾晶体,步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是固体和液体的分离操作,应该是过滤,
故答案为:稀硫酸;过滤;
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。
一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体,氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝,发生的反应为
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,为了避免固体C减少,可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置,二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶,氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,所以可在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢,
故答案为:在a、b之间添加盛放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;
(4)溶液E为FeSO4溶液,得到绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;过滤;
(5)金属铜可以和稀硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,即3Cu+2NO3-
+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,铜不能和稀硫酸反应,但是当加热并通入空气之后,铜和氧气反应生成氧化铜,然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜,不会产生污染大气的气体,该过程原料利用率高,且环境污染小,所以途径②最佳,
故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小。
9.Ag2O—Zn纽扣电池的固体拆解物中含Ag2O、Ag、Zn、Cu、石墨等物质,从中可提取金属银。
如图是简要生产流程。
(1)固体拆解物需先粉碎的目的是___。
(2)浸渣的主要成分是___。
(3)以上流程中可循环使用的物质是___,除此之外,你认为通过对___(填流程图中的物质代号)的回收处理,还有可能实现___(填化学式)的循环利用。
(4)加入Cu之前若溶液的酸性太强,需适当调节溶液的pH,原因是___(用离子方程式表示).
(5)有人在实验室中利用如下方案回收银:
已知:Ag ++2NH 3[Ag(NH 3)2]+ K 稳=1.7×107;K sp (AgCl )=1.8×10-10
写出AgCl (s )与NH 3反应的离子方程式___,该反应的平衡常数K =___。
(6)上述两种回收方案中都用到了试剂X ,X 是___。
A .稀硫酸
B .稀硝酸
C .CuSO 4溶液
(7)两种方案回收的银均为粗品,若得到纯度更高的银,可以电解精炼。
若电流强度为yA ,1小时后,得到Ag___g (列出计算式,已知1个电子所带电量为1.6×10-19C ,阿伏伽德罗常数的值用N A 表示)。
【答案】增加酸浸速率,提高浸取率 石墨 Cu 滤液Ⅱ、Ⅲ Zn
+2+323Cu+8H +2NO =3Cu +2NO +4H O -↑ AgCl+2NH 3ƒ[Ag(NH 3)2]++Cl - 3.06×10-3 A
24A
2.4310y N ⨯ 【解析】
【详解】
(1)粉碎是为了更好的酸浸,所以目的是增大接触面积,加快酸浸速率, 故答案为:增加酸浸速率,提高浸取率;
(2)石墨不与稀硝酸反应,故滤渣为石墨,
故答案为:石墨;
(3)根据流程图知,固体混合物中含铜,回收可参与循环利用,而滤液Ⅱ、Ⅲ中均含有Zn 2+,可回收加以循环利用,
故答案为:Cu ;滤液Ⅱ、Ⅲ;Zn ;
(4)加入Cu 之前,若酸性太强,Cu 与稀硝酸发生氧化还原反应,反应的离子方程式为
+2+323Cu+8H +2NO =3Cu +2NO +4H O -↑,
故答案为:+2+323Cu+8H +2NO =3Cu +2NO +4H O -↑;
(5)由信息可得,AgCl 溶于NH 3的离子方程式为AgCl+2NH 3ƒ[Ag(NH 3)2]++Cl -;该反应的平衡常数为()()()3223Ag NH Cl NH c c K c +-
⎡⎤⨯⎣⎦==()()()()()32++23Ag NH Ag Cl Ag NH c c c c c +-⎡⎤⎣⎦⨯⨯⨯ =K 稳
×K sp =1.7×107×1.8×10-10=3.06×10-3,
故答案为:AgCl+2NH 3ƒ[Ag(NH 3)2]++Cl -;3.06×10-3;
(6)第一种回收方法中,固体混合物与X 反应后,生成物中有铜,在固体混合物中含Zn 和Cu ,要回收Cu ,可利用稀硫酸和CuSO 4溶液,而第二种方法中,在固体混合物中含Zn 和Ag ,若要除去Zn ,则只能利用稀硫酸,故符合题意的为A ,
故答案为:A ;
(7)1h=3600s,Q=It=y×3600,根据题意回收的Ag的质量
=
24 19
A A
y3600 2.4310y
M mol108g/mol=
1.610
n
N N
-
⨯⨯
⨯=⨯
⨯⨯
g,
故答案为:
24
A
2.4310y
N
⨯。
10.如图是工业上以制作印刷电路的废液(含3
Fe+、2
Cu+、2
Fe+、C1)-生产CuCl的流程:
已知:CuCl
是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸,在空气中迅速被氧化为绿色,见光分解变成褐色。
请回答下列问题:
(1)流程中的滤渣①与Y反应和X与Y反应相比,单位时间内得到的气体多,其原因为
______。
(2)滤液②需要加过量Z,检验Z过量的方法是______。
(3)写出生成CuCl的离子方程式:______。
(4)为了提高CuCl产品的纯度,流程中的“过滤”操作适宜用下列装置(图1)中的______(填选项字母),过滤后,洗涤CuCl的试剂宜选用______(填“无水乙醇”或“稀硫酸”)
CuCl加入饱和NaCl溶液中会部分溶解生成
2
CuCl-,在一定温度下建立两个平衡:
I.CuCl ()s Cu
ƒ()aq Cl
+-
+()aq6
sp
K 1.410-
=⨯
()
II.CuCl s Cl-
+()()
2
aq CuCl aq
-
ƒ
sp
K0.35
=。
(5)分析()
c Cu+、()2
c CuCl-和
sp
K、K的数学关系,在图2中画出()
c Cu+、()2
c CuCl-的关系曲线________(要求至少标出一个坐标点)
(6)氯化亚铜的定量分析:
①称取样品0.25g 于250mL 锥形瓶中,加入10mL 过量的3FeCl 溶液,不断摇动: ②待样品溶解后,加入20mL 蒸馏水和2滴指示剂;
③立即用10.1000mol L -⋅硫酸铈标准溶液滴定至绿色为终点;
④重复三次,消耗硫酸铈溶液的平均体积为24.30mL 。
上述相应化学反应为322CuCl FeCl CuCl FeCl +=+、2433Fe Ce Fe Ce +++++=+,则样品中CuCl 的纯度为______(保留三位有效数字)。
【答案】Fe 、Cu 和HCl 形成原电池,加快了反应速率 取少量蚀刻液于试管中,滴加少量品红溶液,品红褪色,证明氯气过量
22224SO 2Cu 2Cl 2H O 2CuCl SO 4H +--++++=↓++ B 无水乙醇
96.7%
【解析】
【分析】
废液中加入过量铁粉,发生反应:Fe+2Fe 3+=3Fe 2+、Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu ,原溶液中的Fe 3+、Cu 2+被除去,过滤所得的滤液①中含有Fe 2+、Cl -,在滤液中加入过量的氯气,可以将Fe 2+氧化成FeCl 3,即得到FeCl 3蚀刻液,实现蚀刻液的再生。
滤渣为铜单质和剩余的铁单质,加入过量的稀盐酸,铜与稀盐酸不反应,因此滤液②也为FeCl 2溶液,滤渣②为铜。
【详解】
(1)流程中的滤渣①与Y 反应和X 与Y 反应相比,单位时间内得到的气体多,说明反应速率快,因为滤渣①中有铁和铜单质,与盐酸反应时能形成无数微小的原电池,极大地加快了反应速率,故答案为:Fe 、Cu 和HCl 形成原电池,加快了反应速率;
(2)检验溶液中通入的氯气已过量,可取少量蚀刻液于试管中,滴加少量品红溶液,品红褪色,证明氯气过量,故答案为:取少量蚀刻液于试管中,滴加少量品红溶液,品红褪色,证明氯气过量;
(3)根据流程图可知,SO 2、CuSO 4、CuCl 2反应生成H 2SO 4、CuCl ,因此离子方程式为
22224SO 2Cu 2Cl 2H O 2CuCl SO 4H +--++++=↓++,故答案为:
22224SO 2Cu 2Cl 2H O 2CuCl SO 4H +--++++=↓++;
(4)生产中为了提高CuCl 产品的质量,尽可能减少CuCl 被空气中氧气氧化,直采用抽滤法快速过滤,所以过滤装置选择B 项。
洗涤CuCl 宜选用无水乙醇,因为CuCl 难溶于无水乙醇,洗涤时可减少CuCl 的溶解损失,而且后续干燥中易除去乙醇。
不选用硫酸,虽然CuCl 难溶于硫酸,但用硫酸冼涤,会给CuCl 表面带来少量的H +和SO 42--杂质,故答案为:B ;无水乙醇;
(5)据反应式CuCl (s)+Cl -(aq)=CuCl 2-(aq)和K 的本义式有:2() =()
c CuCl K c Cl --,将分子、分母同乘以c (Cu 2+)得,()()()22sp
()() ==()()c CuCl c Cu c CuCl c Cu K K CuCl c Cl c Cu -+-+-+⨯⨯⨯,将题给的K 和K sp 的数据代入得c (CuCl 2-)×
c (Cu +)=1.4×106×0.35=4.9×10-7,取其中(0.7,0.7)做为一个坐标点,图象示意如下: ,故答案为:;
(6)根据题给的相应化学反应322CuCl FeCl CuCl FeCl +=+、2433Fe Ce Fe Ce +++++=+可得CuCl 和Ce 4+的反应配比是1:1,所以可得CuCl 的纯度
-324.301?00.1/99.5/96.70.25L mol L g mol g
⨯⨯⨯⨯10%=0%,故答案为:96.7%。