题目内容

(15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L-1):

金属离子
开始沉淀
沉淀完全
Fe3
1.1
3.2
Fe2
5.8
8.8
Cu2
4.7
6.7
 
(1) 将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。
① 把反应物研细的目的是____________________。
② 检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是________。
(2) 向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。
① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。
② 适度加热但温度不能过高的原因是____。
(3) 25 ℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4) 某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;② ________,过滤;③ 将滤液________,得到CuCl2·2H2O晶体;④ 将________,得到无水氯化铜固体。


(1) ① 增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大(其他合理答案均可)(2分)
② HNO3和AgNO3溶液(其合理答案均可)(2分)
(2) ① HClO4(1分) ② 防止HClO4、Cu(ClO4)2分解(2分)
(3) 2.64×10-6 mol·L-1(2分)
(4) ② 加入适量双氧水溶液并充分混合,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7(2分)
③ 加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥(2分)
④ CuCl2·2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止(2分)

解析试题分析:(1)增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大;反应生成沉淀和氯化钠,洗涤目的除去沉淀表面的氯化钠等杂质,所以检验洗涤液中是否含有氯离子即可,用HNO3和AgNO3溶液检验;(2)HClO4是易挥发的发烟液体,反应中挥发出形成白雾;产物和反应物HClO4、Cu(ClO4)2均不稳定,反应温度不宜过高防止它们分解;(3)Ksp=c(Fe3+) c3(OH)=2.64×10-39,c(Fe3+)=2.64×10-6 mol·L-1;(4)该操作时物质的提纯,主要步骤是除去杂质,然后结晶,具体操作为先把亚铁离子氧化为铁离子,然后调节pH形成沉淀除去,再结晶得到CuCl2·2H2O晶体,由于CuCl2水解加热最终得到氧化铜,故需在氯化氢的氛围中加热除去结晶水。
但该题信息中没有给出氯化氢试剂。
考点:考查实验综合有关问题。

练习册系列答案
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(12分)乙醚极易挥发、微溶于水、是良好的有机溶剂。乙醇与浓硫酸的混合物在不同温度下反应能生成乙烯或乙醚。某实验小组用下图装置制取乙醚和乙烯。

1.制乙醚:在蒸馏烧瓶中先加入10 mL乙醇,慢慢加入10 mL浓硫酸,冷却,固定装置。加热到140℃时,打开分液漏斗活塞,继续滴加10 mL乙醇,并保持140℃,此时烧瓶c中收集到无色液体。
(1)Ⅰ和Ⅱ是反应发生装置,应该选择               (选答“Ⅰ”或“Ⅱ”)与装置Ⅲ相连。
(2)乙醇通过分液漏斗下端连接的长导管插入到液面下加入,目的有二,一是使反应物充分混合,二是
                                                                     
2.Ⅲ中水冷凝管的进水口是     (选答“a”或“b”)。冰盐水的作用是                         
3.有同学认为以上装置还不够完善,一是溴水可能倒吸,二是尾气弥漫在空气中遇明火危险。该同学设
计了以下几种装置与导管d连接,你认为合理的是(选填编号)              

4.反应一段时间后,升温到170℃,观察到反应物变为黑色,溴水褪色。写出实验过程中有气体生成化学方程式(写两个方程式)                                                                   
5.实验中收集到的乙醚产品中可能含有多种杂质。某同学设计了以下提纯方案:

(1)分液步骤除去产品中的酸性杂质,则X可以是                              
(2)蒸馏操作可除去的杂质是                              

饱和氯水与石灰石反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。某兴趣小组进行了如下实验探究。
实验一:定性研究。
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20 mL饱和氯水(如图所示),充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色退去;

②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现滤液比氯水的漂白性更强;
③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
第三份滤液加热,看到滤液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2
请回答:
(1)反应后所得的溶液漂白性比氯水强的原因是                        
(2)依据上述实验可推知:滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还有       (填写溶质的化学式)。
实验二:定量研究。
在圆底烧瓶底部,用一塑料网包住块状石灰石(过量)与150 mL饱和氯水反应,按下图所示装置实验,待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的石灰石提出液面,将装置密封后再加热,煮沸烧瓶中的液体,量筒中的气体不再增加时停止实验。

请回答:
(3)实验结束后检测到量筒中收集到的气体除CO2外还有O2,请写出Ⅰ中产生O2的化学反应方程式                               
(4)为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失,请你对装置Ⅲ进行改进(水槽中仍为水),最简单的方法是                               

乙醛能与银氨溶液反应析出银。如果条件控制适当,析出的银会均匀地分布在试管壁上,形成光亮的银镜,这个反应又叫银镜反应。银镜的光亮程度与反应条件有关。某课外活动小组同学在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。
Ⅰ. 探究银镜反应的最佳实验条件部分实验数据如下表:

  实验变量
实验序号
银氨溶液
/mL
乙醛的量
/滴
水液温度/℃
反应混合液的PH
出现银镜时间/min
1
1
3
65
11
5
2
1
3
45
11
6.5
3
1
5
65
11
4
4
1
3
30
11
9
5
1
3
50
11
6
6
1
5
80
11
3
 
请回答下列问题:
(1)读表若只进行实验1和实验3,其探究目的是                            
(2)推理当银氨溶液的量为1mL,乙醛的量为3滴,水浴温度为40℃,反应混合液pH为11时,出现银镜的时间是       ;要探索不同水浴温度下乙醛进行银镜反应的最佳条件,除了测量银镜出现的时间外,还需要比较不同条件下形成的银镜的                   
(3)进一步实验 若还要探索银氨溶液的用量对出现银镜快慢的影响,如何进行实验?
                                                                         
Ⅱ. 探究对废液的回收处理:
银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸,直接排放会污染环境,且造成银资源的浪费。通过查找资料,已知从银氨溶液中提取银的一种实验流程为:

操作④的方法是:把Ag2S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸,使Ag2S变成银粉。反应的化学方程式为:Ag2S+Fe+2HCl2 Ag+ FeCl2+H2S↑。
(4)若获得的银粉中含有少量没有反应完的铁粉,除去铁的反应的离子方程式为:                                 ,需要用到的玻璃仪器有           (填编号)。

a      b        c       d        e      f        g
(5)操作④应在(填实验室设备名称)              中进行。
(6)要洗去试管壁上的银镜,采用的试剂是              (填名称)。

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