题目内容

【题目】某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备CuNO323H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水CuNO32.设计的合成路线如下:

已知:①CuNO323H2OCuNO32CuOH2CuO

②SOCl2熔点﹣105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体、水解强烈放热,

请回答:

1Cu与足量稀HNO3反应的化学方程式_____

2步调pH适合的物质是_____(填化学式).

3步包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是_____.为得到较大颗粒的CuNO323H2O晶体,可采用的方法是_____(填一种).

4步中发生的反应化学方程式是_____

5步,某同学设计的实验装置示意图(如图1)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由:_____;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞_____(填“a”“b”“ab”).反应过程中,可能会因温度过高而有副反应,写出两种有效措施__________

6为测定无水CuNO32产品的纯度,可用分光光度法.

已知:4NH3H2O+Cu2+═CuNH342++4H2OCuNH342+对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比.现测得CuNH342+的吸光度ACu2+标准溶液浓度关系如图2所示:

准确称取0.315 0g无水CuNO32,用蒸馏水溶解并定容至100mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3H2O,再用蒸馏水定容至100mL,测得溶液吸光度A=0.600,则无水CuNO32产品的纯度是_____(以质量分数表示).

【答案】 3Cu+8NHO3(稀)=3CuNO32+4H2O+2NO↑ CuOCuOH2Cu2OH2CO3 将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170℃),加热至溶液表面形成一层晶膜 形成一层晶膜减慢减慢冷却结晶的速度或冷却后静置较长时间 CuNO323H2O+3SOC12=CuNO32+3SO2↑+6HCI↑ AB之间增加干燥装置,防止B中的水蒸气进入A b 控制SOC12滴下速度 将三颈烧瓶置于冰水浴中 89.5%

【解析】试题分析:为提高铜的浸取率,所用硝酸必然是过量的,此时铁也溶解转化为硝酸铁,调pH目的是除去铁离子。然后蒸发浓缩、降温结晶得到硝酸铜晶体,最后在SOCl2的保护下脱去结晶水得到无水硝酸铜。

1Cu与足量稀HNO3反应的化学方程式3Cu+8NHO3(稀)=3CuNO32+4H2O+2NO↑

2)第②步调pH适合的物质是CuOCuOH2Cu2OH2CO3

3)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170℃,防止硝酸铜水解),加热至溶液表面形成一层晶膜.为得到较大颗粒的CuNO323H2O晶体,可采用的方法是减慢冷却结晶的速度或冷却后静置较长时间

4)第④步中发生的反应化学方程式是CuNO323H2O+3SOC12=CuNO32+3SO2↑+6HCI↑

5)第④步,某同学设计的实验装置有一处不合理,即氢氧化钠溶液中的水蒸气可以进入A中影响A中的硝酸铜晶体脱水反应改进的方法是在AB之间增加干燥装置,理由是防止B中的水蒸气进入A中;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞b.反应过程中,可能会因温度过高而有副反应,控制温度的有效措施有控制SOC12滴下速度、将三颈烧瓶置于冰水浴中等等.

6由图像可知,A=0.600时,对应的溶液中c(Cu2+)=1.5mol/L,则n[Cu(NO3)2]= 1.5mol/L=1.5mol则无水Cu(NO3)2产品的纯度是=89.5%

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