题目内容

7．用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）．有如下操作：

已知：在pH为4～5时，Fe3+几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2+却几乎不水解．
（1）溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+．能检验溶液A中Fe2+的试剂为①（填编号，下同）     ①KMnO4   ②（NH4）2S   ③NaOH   ④KSCN
（2）要得到较纯的产品，试剂可选用③④⑤
①NaOH      ②FeO     ③CuO      ④Cu（OH）2   ⑤Cu2（OH）2CO3
（3）欲测定溶液A中的Fe2+的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外，还需250mL容量瓶，下列滴定方式中（夹持部分略去），最合理的是b（填序号）

写出滴定反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
（4）某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化，电解质溶液为稀硫酸，请写出负极的电极反应式Fe2+-e-═Fe3+
（5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x的值，某兴趣小组设计了两种实验方案
方案一：称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g．
方案二：称取mg晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止，冷却，称量所得固体的质量为n2g．
试评价上述两种实验方案：其中正确的方案是二（填”一”或”二”）
据此计算得x=$\frac{80m-135{n}_{2}}{18{n}_{2}}$（用含m、n1或n2的代数式表示）．

分析 向含少量铁的氧化铜固体中加入盐酸，盐酸和铁、氧化铜反应，发生的离子反应方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；CuO+2H+=Cu2++H2O，加入氧化剂A的目的是把亚铁离子氧化，根据除杂原则，不能引入新的杂质；试剂B应为调节溶液pH值，使Fe3+转化为Fe（OH）3，除去Fe3+，过滤除去沉淀，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铜晶体．（1）亚铁离子具有还原性，能被高锰酸钾氧化为三价铁，使高锰酸钾褪色；
（2）在制取过程中，不能引进杂质离子，据此来选择合适的试剂；
（3）根据配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液所需仪器和高锰酸钾的性质来分析；滴定反应：Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，由电子守恒、电荷守恒、原子守恒解答；
（4）原电池负极反应氧化反应，Fe2+在负极放电生成Fe3+；
（5）CuCl2•xH2O中x的值的确定依据是加热前后的质量差即为减少的水的质量，据此来确定x．

解答 解：（1）亚铁离子具有还原性，能被高锰酸钾氧化为三价铁，使高锰酸钾褪色，是检验溶液A中Fe2+的最佳试剂，
故答案为：①；　
（2）得到较纯的产品，需要调节pH使铁离子转化为沉淀，选择的试剂可以是CuO、Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，而①②均会引入杂质离子，
故答案为：③④⑤；
（3）配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液需要的仪器有：天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶，高锰酸钾具有强氧化性，必须放在酸式滴定管中，所以最合理的是b，滴定反应：Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，由电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知，离子反应为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案为：250mL容量瓶；b；5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
（4）原电池负极反应氧化反应，Fe2+在负极放电生成Fe3+，负极电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+；
故答案为：Fe2+-e-═Fe3+；
（5）CuCl2•xH2O中x的值的确定依据是加热前后的质量差即为减少的水的质量，所以选择方案二，根据Cu元素守恒，则
CuCl2•xH2O～Cu（OH）2～CuO，
1                      1
$\frac{m}{135+18x}$               $\frac{{n}_{2}}{80}$    即 $\frac{m}{135+18x}$=$\frac{{n}_{2}}{80}$   解得x=$\frac{80m-135{n}_{2}}{18{n}_{2}}$，
故答案为：二；$\frac{80m-135{n}_{2}}{18{n}_{2}}$．

点评 本题考查了氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）的实验室制取，涉及物质的分离与提纯、盐类的水解以及对工艺流程理解与实验方案的设计等，题目难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力，注意基础知识的全面掌握．

练习册系列答案
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13．酸牛奶中含有乳酸其结构为
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（4）烃分子乳酸在浓硫酸存在下相互反应，生成物为环状时．其结构简式为
（5）若乳酸在浓硫酸存在下相互反应形成链状高分子化合物，其结构简式为
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14．已知每个M2O7x-恰好能将3个S2-氧化为单质S，自身被还原为M3+，则M2O7x-离子中M的化合价是（　　）
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11．下列变化过程中，画横线的元素被还原的是（　　）
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（6）参照碘酸钾溶解度曲线，步骤得到碘酸钾晶体，你建议的方法是蒸发结晶
温度01020406080
KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.8
12．2011年3月，日本发生9级地震，地震引发海啸及伤亡．灾区重建面临多种困难，其中饮水安全是重要问题之一．高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能．某课外学习小组设计如图方案制备高铁酸钾：
（1）高铁酸钾中铁元素的化合价为+6价，推测它具有的化学性质是强氧化性．
（2）在次氯酸钠（NaClO，84消毒液的主要成分）溶液中加入烧碱固体形成碱性环境，将研磨的硝酸铁少量多次地加入到上述溶液中，冰浴中反应1h．发生的离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，氧化剂是次氯酸钠．将KOH加入到反应后的溶液搅拌半小时．静置，抽滤粗产品．该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH．根据复分解反应原理，高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）在强碱性溶液中，高铁酸钾能将亚铬酸盐（KCrO2）氧化为铬酸盐（K2CrO4），生成的铬酸盐溶液酸化后，得到的重铬酸钾（K2Cr2O7）用Fe（Ⅱ）的标准溶液滴定，以二苯胺磺酸钠为指示剂．到达滴定终点时，溶液由紫色变为淡绿色（+6价铬转化成+3价铬）．有关离子方程式为FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe（OH）3↓+OH-，2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O，Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取5.00g高铁酸钾样品于烧杯中，加入适量氢氧化钾溶液，加入稍过量的KCrO2，充分反应后，转移到250mL容量瓶中，定容，量取25.00mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0mol•L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定，用去标准溶液30.00mL．计算上述实验制得的样品中，高铁酸钾的质量分数为39.6%．
19．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性和配位能力，是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图（a）所示．

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示，
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热，装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD．（填编号）
A．NaOH溶液    B．浓H2SO4     C．酸性KMnO4溶液  D．饱和NaHCO3溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近或不小于7时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2S2O3性质的检验：向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，写出该反应的化学方程式Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由不正确，因为氯水中含有氯离子．
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：①Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O； ②I2+2S2O32-=2I-+S4O62-则该废水中Ba2+的物质的量浓度为2.4×10-3mol•L-1．
16．1，2-二溴丙烷可用于有机合成，也可作溶剂，常温下为无色液体，密度1.926g•cm-3，沸点140℃，熔点-55.2℃，不溶于水，可溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿．在实验室中可用如图所示装置制备1，2-二溴丙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有异丙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）．
（1）写出本题中制备1，2-二溴丙烷的两个化学反应方程式：、．
（2）如何检验a、b装置的气密性？在b装置中加水，封住玻璃管下口，关闭分液漏斗旋塞和b、c之间的止水夹，微热圆底烧瓶，若水沿着b中的琉璃管上升，冷却至室温，水又回落至原来位置，则说明a、b装置的气密性良好．
（3）a装置中加入碎瓷片的作用是防暴沸，B装置玻璃管的作用安全装置，防堵塞．
（4）装置e中NaOH溶液的作用是吸收尾气，防止污染空气
（5）某同学在做此实验时使用一定量的液溴当溴全部褪色时，所消耗异丙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下多很多．若装置的气密性良好，试分析其可能的原因：产生丙烯速度过快，来不及和溴反应就排出了或副反应多，丙烯产量低或异丙醇挥发过多等．
17．下列有关化学键的叙述，正确的是（　　）
A．硫酸氢钠溶于水既有离子键被破坏又有共价键被破坏
B．单质分子中均含共价键
C．HF与HBr相比，分子内共价键更强，所以HF沸点更高
D．由不同元素组成的多原子分子里，只存在极性键

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