题目内容

14．工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体：

（1）在步骤a中，还需要通入氧气和水，发生反应的化学方程式是4NO+3O2+2H2O=4HNO3．
（2）在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在3.2～4.7范围．若调节溶液的pH=4，此时，溶液中c （Fe3+）=4.0×10-6mol•L-1．[已知该条件下，Fe（OH）3的KSP=4.0×10-36]
氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Cu2+		1.9
4.7		3.2
6.7
（3）不用加水的方法调节溶液pH的原因是加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩．
（4）进行蒸发浓缩时，要加适量的硝酸以保持溶液一定的c（H+），其目的是（结合离子方程式简要说明）由于Cu2+发生水解：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解．
（5）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是Cu2++2e-=Cu．

分析 由制备流程可知，Cu、Fe均与硝酸反应，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH为3.2～4.7，步骤a为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，过滤除去氢氧化铁，滤液中含硝酸铜，加硝酸抑制铜离子水解，蒸发浓缩、冷却结晶得到硝酸铜晶体，以此来解答．

解答 解：由制备流程可知，Cu、Fe均与硝酸反应，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH为3.2～4.7，步骤a为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，过滤除去氢氧化铁，滤液中含硝酸铜，加硝酸抑制铜离子水解，蒸发浓缩、冷却结晶得到硝酸铜晶体，
（1）由上述分析可知，步骤a中，还需要通入氧气和水，发生反应的化学方程式是4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故答案为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3；
（2）向溶液中加入CuO，调节溶液的pH目的是铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知pH应为3.2～4.7，调节溶液的pH=4，此时，溶液中c （Fe3+）=$\frac{4.0×1{0}^{-36}}{（1×1{0}^{-10}）^{3}}$=4.0×10-6mol•L-1，故答案为：3.2～4.7；4.0×10-6mol•L-1；     
（3）Fe3+易水解，为利用溶液的蒸发浓缩，应尽量用浓溶液，即加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩，
故答案为：加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩；
（4）进行蒸发浓缩时，要加适量的硝酸以保持溶液一定的c（H+），其目的是由于Cu2+发生水解：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解，故答案为：由于Cu2+发生水解：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
（5）硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu．

点评 本题考查物质的制备实验及混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握物质的性质、流程中的发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意水解、电化学反应原理的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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4．下列有关说法正确的是（　　）
A．摩尔是表示物质数量的单位
B．1mol氢的质量是2g
C．O2的摩尔质量是32g
D．每摩尔物质都含有阿伏伽德罗常数个指定微粒
5．A、B、C、D四种元素的核电荷数均小于18，A元素原子核外只有1个电子；B是地壳中含量最多的元素；B、C可形成两种化合物CB和CB2，C的最高正价与最低负价绝对值相等，CB有毒，CB2可用于灭火；D+具有与Ne原子相同的电子层结构．
（1）试判断A、B、C、D四种元素的名称．A氢，B氧，C碳，D钠．
（2）A最高价氧化物的电子式为，CB2的电子式为．
（3）如图所示，在烧瓶中收集满CB2气体，用带导管（导管一端事先绑好一个气球）的胶塞塞紧，当打开胶塞
迅速倒入浓的A、B、D三种元素组成的化合物的溶液后，立即塞紧胶塞振荡，可观察到烧瓶内气球胀大，原因是CO2和NaOH溶液充分接触，发生反应：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，使烧瓶内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，气球胀大．
2．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比C12、O2、C1O2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出．
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应中的还原剂是FeSO4、Na2O2，每生成l mol Na2FeO4转移5mol电子．
（2）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种微粒：Fe（OH）3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O．
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
②每生成1mol FeO42-转移3mol电子，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为0.15mol．
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明什么问题该温度下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度更小．
9．下列叙述中，正确的是（　　）
A．1 mol H2的质量只有在标准状况下才约为2g
B．在标准状况下某气体的体积是22.4L，可认为该气体的物质的量约是1mol
C．在20℃时，1mol任何气体的体积总比22.4L大
D．1mol H2和O2的混合气体的质量可能为34g
19．酸碱质子理论认为：凡能给出质子（H+）的物质都是酸，凡能接受质子的物质都是碱，若某种物质既能给出质子又能接受质子，可称之为酸碱两性物质．据此理论，下列物质只属于碱的是（　　）
A．CH3COONaB．NaHCO3C．NaClD．NH4Cl
6．咖啡酸（如图），存在于许多中药，如野胡萝卜、光叶水苏、荞麦等中．咖啡酸有止血作用．下列 关于咖啡酸的说法不正确的是（　　）
A．咖啡酸的分子式为C9H8O4
B．1 mol咖啡酸可以和含4 molBr2的浓溴水反应
C．1 mol咖啡酸与足量NaHCO3溶液反应能产生标况下约67.2L的CO2
D．不可以用高锰酸钾检验咖啡酸分子中的碳碳双键
3．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用．探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义．
（1）工业上用黄铁矿（FeS2，其中S元素为-1价）在高温下和氧气反应制备SO2：

该反应中被氧化的元素是S、Fe（填元素符号）．当该反应转移5.50mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为22.4L．
（2）①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是a d（填写字母）．

②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，如果已有25.2%亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠26.1g（保留一位小数）．
（3）某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质．

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为a试管中有淡黄色沉淀生成．
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是II（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-．
4．下列关于Cl2、Cl-的说法都正确的是（　　）
A．有毒B．呈黄绿色
C．属于同种元素D．能和金属单质反应

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