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(15分)铜的氯化物是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下。

按要求回答下列问题:
(1)操作①的玻璃仪器有________________________,检验溶液2中是否含有杂质离子的操作是                  
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是                       
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a.NaHCO3     b.NH3·H2O     c.CuO     d.Cu2(OH)2CO3
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出   
制备CuCl的离子方程式:                                                   
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→               。实验大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是                          
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是                              
(1)(3分,各1分)漏斗、烧杯、玻璃棒;取适量的溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色(2分)。
(2)抑制氯化铜、氯化铁水解(1分); cd(2分)
(3)2Cu2+2Cl+SO2+2H2O2CuCl↓+4H+SO42(2分)
(4)①dejhfgb(2分); 先通入氯气,用氯气赶走装置中的空气,当装置中都出现黄绿色之后再加热大试管(2分)
②产生大量棕黄色烟(1分)

试题分析:(1)操作①是过滤,玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;溶液2中若含有杂质离子则是Fe3+,检验溶液2中是否含有杂质离子Fe3+,取适量的溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色。
(2)氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解,加入过量的酸可以抑制氯化铜、氯化铁水解;用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应,且不引入Cu2+之外的离子,故用CuO或Cu2(OH)2CO3
(3)根据信息写反应:2Cu2+2Cl+SO2+2H2O2CuCl↓+4H+SO42
(4)①Cl2发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl2处理装置。即dejhfgb;实验大试管加热前要进行一步重要操作,先通入氯气,用氯气赶走装置中的空气,当装置中都出现黄绿色之后再加热大试管;②Cu与Cl2反应产生大量棕黄色烟(CuCl2)。
练习册系列答案
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(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热,使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

下表列出了几种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1.0 mol·L—1计算)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
(1)①为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ;该反应中产生尾气污染空气,请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
(2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知:Ksp[Fe((OH)3]≈10-38,然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题:
①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为    
②方案中甲物质可选用的是     
A.CaO    B.NaOH     C.CuCO3      D.Cu2(OH) 2CO3    E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因    
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    
牙膏中的摩擦剂一般由CaCO3、Al(OH)3或SiO2组成。某小组对几种牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究:
(1)根据上述信息,推测摩擦剂应具备的性质有       
A.易溶于水      B.难溶于水       C.颗粒较大        D.颗粒较小
(2)已知A牌牙膏的摩擦剂是Al(OH)3,取少量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤:
①往滤渣中加入过量NaOH溶液,Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式____ __。
②往①所得滤液先通入过量CO2,再加入过量稀盐酸,观察到的现象是          
(3)已知B牌牙膏中摩擦剂可能含有一或两种物质,将此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时,发现有不溶性物质。
① 对B品牌牙膏摩擦剂的成分提出合理假设:
假设1:只有SiO2       假设2:可能有SiO2和CaCO3
假设3:可能有________________。
② 请设计方案对B品牌牙膏摩擦剂的成分进行验证。填写下表。限选试剂:稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取适量牙膏样品,加水成分搅拌、过滤,得滤液A和沉淀B。
 
步骤2:
 
步骤3:
 
(4)已知C牌牙膏中的摩擦剂为CaCO3,为测定CaCO3的质量分数,取20.0g牙膏样品溶于水后过滤,将所得沉淀溶于100mL1mol/L的盐酸(假设所得溶液体积不变),从所得的溶液中取20.00mL,用1mol/L NaOH溶液进行滴定,消耗NaOH溶液5.00mL,则C品牌牙膏中CaCO3的质量分数为    _(保留四位有效数字)。.
(18分)铁、铝与冷浓硫酸可发生钝化现象,故工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)m g放入稀硫酸中,铁钉表面现象为           。取出铁钉用蒸馏水洗涤后干燥,置于冷浓硫酸中,10分钟后移入稀硫酸溶液中,观察,开始一段时间铁钉表面无明显变化,其原因是              
(2)另称取铁钉放入足量冷浓硫酸中,加热,充分反应后,过滤得到、溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除铁单质外外还可能含有Fe3+、Fe2+。若要确认其中的Fe2+,可选择试剂为_________________,现象是_______________________________________________。
②乙同学根据氧化还原反应原理,认为气体中必然含有SO2,取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应离子方程式为:________________________________________。
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为           
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)加以验证。

(3)装置的连接顺序是________________________________。
(4)除了C中的现象证明Q存在为,认为气体Y中还含有Q的理由是           (用化学方程式表示)。
(5)混合气体可能由H2、Q、SO2中的一种或多种气体组成,经测定其含氧量为50%,则该气体可能:①仅由SO2组成;②由H2和Q组成;③由H2和SO2组成;④由Q、SO2组成;⑤由H2、Q和SO2组成;其中可能正确的有(  )
A.①B.②③④C.①②⑤D.③④⑤

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