题目内容

【题目】孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图：

（1）研磨孔雀石的目的是________________________________________。

（2）使用试剂B的目的是将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，试剂B最宜选用_______（填字母）。

A 酸性KMnO4溶液 B 双氧水 C 浓硝酸 D 新制氯水

相应的离子方程式是______________。

（3）使用试剂C的目的是调节溶液的pH，使Fe3+转化为沉淀以便分离，试剂C宜选用__________（填字母）。A 稀硫酸 B NaOH溶液 C 氨水 D CuO

（4）常温下Fe(OH)3的Ksp = 4×10-38，若要将溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，将溶液的pH调节至4。则此时c(Fe3＋)=__________。

【答案】增加固体接触面积，从而加快反应速率 B 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2 = 2Fe3＋＋2H2O D 4×10-8 mol·L-1

【解析】

（1）研磨孔雀石的目的是为了酸溶速率更快；

（2）把Fe2+转化为Fe3+ 应该加入氧化剂，且不能带入杂质离子；

（3）调节pH值使铁离子沉淀应选用的试剂不能带入杂质离子；

（4）Ksp =c(Fe3+ )·c3(OH- )= 4×10-38，所以把c(OH- )=1×10—10 mol/L代入公式中，计算得c(Fe3+ )。

（1）研磨孔雀石的目的是为了增大固体接触面积，使酸溶速率更快，所以答案为“增大固体接触面积，加快反应速率”；

（2）把Fe2+转化为Fe3+ 应该加入氧化剂，且不能带入杂质离子，所以用双氧水，双氧水的还原产物是水，答案选B。相应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

（3）因为目标产品是CuSO4·5H2O晶体，调节pH值使铁离子沉淀应选用的试剂不能带入杂质离子，所以选用固体CuO，答案选D；

（4）常温下根据Fe(OH)3溶解平衡Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH- (aq)可得Ksp =c(Fe3+ )·c3(OH- )= 4×10-38，所以把c(OH- )=1×10—10 mol/L代入公式中，计算得c(Fe3+ )= 4×10-8 mol·L-1。

练习册系列答案
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回答下列问题：

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（4）为研究反应温度、反应时间、反应物物质的量配比等因素对制备纳米二氧化钛产率的影响。设计如下实验：

实验编号

反应温度/℃

反应时间/h

反应物物质的量配比

①

90

1

2:1

②

90

2

3:1

③

90

1

④

100

2

3:1

实验②和④的实验目的是___，实验③中反应物物质的量配比为___。反应I中TiO2+浓度对TiO2的产率和粒径的影响如图：

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①如表所列数据是各化学键的键能，该反应的ΔH=______（用含字母的代数式表示）。

化学键

H-H

C≡O

C-H

C-O

O-H

键能/(kJ/mol)

a

b

c

d

e

②在一定条件下，将1 molCO和2 molH2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件（温度或压强）时，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示：

X轴上a点的数值比b点_________（填“大”或“小”）。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是_______________。

（2）用CO2和H2合成甲醇：3H2(g) + CO2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H=－49.0kJ·mol－1。在T℃时，甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得平衡时有关数据如下：

容器

甲

乙

丙

起始反应物投入量

3molH2(g)

1molCO2(g)

1molCH3OH(g)

1molH2O(g)

2molCH3OH(g)

2molH2O(g)

平衡数据

c(CH3OH)/molL-1

c1

c2

c3

反应的能量变化/kJ

x

y

z

体系压强/Pa

p1

p2

p3

反应物转化率

α1

α2

α3

①甲容器20s达到平衡时测得x=29.4，则甲中平均反应速率v(CO2)=______。

②下列说法错误的是________（填字母编号）。

A．2c2<c3 B．z>2y C．p3<2p1 D．α1+α3=1

（3）甲醇与水蒸气重整可以制氢。已知：

甲醇分解反应：CH3OH(g)CO(g) + 2H2(g) ΔH1=+90.64 kJ·mol－1

水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=－41.20 kJ·mol－1

①科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最大的反应方程式为______________。

②573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH使其分解，th后达平衡时容器中压强变为10.00MPa，其平衡常数分压Kp =_________。

③在0.1MPa下，将总进料量1mol且n(CH3OH):n(H2 O)=1:1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是______________。

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