题目内容
【题目】氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业,是难溶于水的白色固体,能溶解于硝酸,在潮湿空气中可被迅速氧化。
Ⅰ.实验室用CuSO4—NaCl混合液与Na2SO3溶液反应制取CuCl。相关装置及数据如图:
图甲 图乙 图丙
回答以下问题:
(1)甲图中仪器1的名称是________;制备过程中Na2SO3过量会发生副反应生成[Cu(SO3)2]3-,为提高产率,仪器2中所加试剂应为_____________。
(2)乙图是体系pH随时间变化关系图,写出制备CuCl的离子方程式_____________。丙图是产率随pH变化关系图,实验过程中往往用Na2SO3—Na2CO3混合溶液代替Na2SO3溶液,其中Na2CO3的作用是_______并维持pH在______左右以保证较高产率。
(3)反应完成后经抽滤、洗涤、干燥获得产品。洗涤时,用“去氧水”作洗涤剂洗涤产品,作用是________。
Ⅱ.工业上常用CuCl作O2、CO的吸收剂,某同学利用如图所示装置模拟工业上测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的含量。
A. CuCl的盐酸溶液 B. Na2S2O4和KOH的混合溶液
C. KOH溶液 D.
已知:Na2S2O4和KOH的混合溶液可吸收氧气。
(4)装置A中用盐酸而不能用硝酸,其原因是__________(用化学方程式表示)。用D装置测N2含量,读数时应注意________。整套实验装置的连接顺序应为_______________→D。
【答案】三颈烧瓶 Na2SO3溶液 2Cu2+++2Cl-+H2O=2CuCl↓+2H++ 与H+作用,调整pH 3.5 洗去晶体表面的杂质离子,同时防止CuCl被氧化 6CuCl+8HNO3=3Cu(NO3)2+3CuCl2+2NO↑+4H2O 温度降到常温,上下调节量气管至左、右液面相平,该数时视线与凹液面最低处相切 C→B→A
【解析】
(1)根据仪器1的图示解答;制备过程中Na2SO3过量会发生副反应生成[Cu(SO3)2]3-,需要控制Na2SO3的加入量,据此分析判断;
(2)根据题意,在CuSO4液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液生成CuCl(氯化亚铜)沉淀,同时溶液的酸性增强,结合Na2CO3的性质分析解答;
(3)根据“氯化亚铜(CuCl)在潮湿空气中可被迅速氧化”分析解答;
(4)根据“氯化亚铜(CuCl)能溶解于硝酸”,结合硝酸的强氧化性书写反应的方程式;根据正确的读数方法解答;用CuCl作O2、CO的吸收剂,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的含量,可用KOH吸收二氧化碳,然后用B吸收氧气,再用A吸收CO,最后用排水法测量氮气的体积,据此分析解答。
(1)甲图中仪器1为三颈烧瓶;制备过程中Na2SO3过量会发生副反应生成[Cu(SO3)2]3-,为提高产率,可控制Na2SO3的加入量,则仪器2中所加试剂应为Na2SO3溶液,故答案为:三颈烧瓶;Na2SO3溶液;
(2)在提纯后的CuSO4液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl(氯化亚铜)沉淀,同时溶液的酸性增强,生成硫酸,反应的离子方程式为:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+,用Na2SO3-Na2CO3混合溶液代替Na2SO3溶液,Na2CO3可与生成的H+反应,及时除去系统中反应生成的H+,利于反应进行,由图象可知,应维持pH在3.5左右,故答案为:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+;与H+作用,调整pH;3.5;
(3)用去氧水作洗涤剂洗涤产品,可洗去晶体表面的杂质离子,同时防止CuCl被氧化,故答案为:洗去晶体表面的杂质离子,同时防止CuCl被氧化;
(4)根据题意,氯化亚铜(CuCl)能溶解于硝酸,反应的方程式为6CuCl+8HNO3=3Cu(NO3)2+3CuCl2+2NO↑+4H2O;用D装置测N2含量,应注意温度在常温,且左右液面相平,读数时视线与凹液面最低处水平相切,以减小实验误差;用CuCl作O2、CO的吸收剂,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的含量,可用KOH吸收二氧化碳,然后用B吸收氧气,再用A吸收CO,最后用排水法测量氮气的体积,则顺序为C→B→A→D,故答案为:6CuCl+8HNO3=3Cu(NO3)2+3CuCl2+2NO↑+4H2O;降低温度到常温,上下调节量气管液面至左右液面相平,读数时视线与凹液面最低处水平相切;C→B→A。
【题目】分别在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:A(g)+B(g)D(g)。其中容器甲中反应进行至5min时达到平衡状态,相关实验数据如表所示:
容器 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | 化学平衡常数 | ||
n(A) | n(B) | n(D) | n(D) | |||
甲 | 500 | 4.0 | 4.0 | 0 | 3.2 | K1 |
乙 | 500 | 4.0 | a | 0 | 2.0 | K2 |
丙 | 600 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.8 | K3 |
下列说法不正确的是
A.0~5min内,甲容器中A的平均反应速率v(A)=0.64mol·L-1·min-1
B.a=2.2
C.若容器甲中起始投料为2.0molA、2.0molB,反应达到平衡时,A的转化率小于80%
D.K1=K2>K3