题目内容
【题目】CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质),生产CuCl的工艺流程如下:
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Cu(OH)2 | 5.6 | 6.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是:______________________________________。
(2)操作Ⅰ为调节溶液的pH值,范围为___________,加入的物质X可以是_________________________ 。
A.CuO B.Cu(OH)2 C .NaOH 溶液 D.CaCO3
(3)滤渣I的主要成分是________,滤渣Ⅱ的主要成分是_________。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl-,写出反应的离子方程式________________________________________________________________________________________ 。
(5)在反应Ⅰ中,加热并使用浓NaC1溶液,主要目的是_____________________________________________________________________________________ 。
【答案】 使铜转化为可溶于酸的氧化物 4.7≤pH<5.6 ABC SiO2 Fe(OH)3、Al(OH)3 2H2O+2Cu2++SO2+4C1-==2CuCl2-+4H++SO42- 加快CuCl2-的生成速率并提高其产率
【解析】废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl:煅烧废铜料,将铜转化为溶于酸的氧化物,再加入过氧化氢和稀硫酸,二氧化硅不溶,金属离子进入溶液,过滤,则滤渣Ⅰ为二氧化硅,滤液Ⅰ为铁离子、铝离子、铜离子的溶液,向滤液中加入X得到沉淀,应为将铁离子、铝离子除杂,故X可为CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu,调节pH4.7~5.6,沉淀铁离子、铝离子,滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,滤液Ⅱ为铜离子的溶液,加入食盐并通入SO2发生反应:2H2O+2Cu2++SO2+4Cl-=2CuCl2-+SO42-+4H+,生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀,过滤、洗涤、干燥得到产品。
(1)铜与稀硫酸不反应,煅烧的主要目的是使铜转化为可溶于酸的氧化物,故答案为:使铜转化为可溶于酸的氧化物;
(2)加入X与酸反应调节pH使三价铁离子和铝离子完全沉淀,而铜离子不能沉淀,由表中数据可知,所以需要调节pH的范围为4.7≤pH<5.6;CuO;Cu(OH)2;NaOH溶液都可以和酸反应,碳酸钙与硫酸反应的硫酸钙微溶于水,不能使酸完全反应,故选ABC,故答案为:4.7≤pH<5.6;ABC;
(3)根据上述分析,滤渣Ⅰ为二氧化硅,滤渣Ⅱ的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3,故答案为:SiO2;Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)二氧化硫有还原性,铜离子有氧化性,所以二氧化硫和铜离子发生氧化还原反应,反应方程式为2Cu2++SO2+4Cl-+2H2O=2CuCl2-+SO42-+4H+,故答案为:2Cu2++SO2+4Cl-+2H2O=2CuCl2-+SO42-+4H+;
(5)升高温度或增大反应物的浓度能加快反应速率,所以温度升至70~80℃,并使用NaCl浓溶液,目的是提高CuCl2-的生成速率并提高其产率,故答案为:提高CuCl2-的生成速率并提高其产率。
【题目】某同学学习了化学反应速率后,联想到曾用H2O2制备氧气,于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。
实验编号 | 反 应 物 | 催 化 剂 |
甲 | 试管中加入3 mL 2﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 无 |
乙 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 无 |
丙 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
丁 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
戊 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
【查阅资料】过氧化氢(H2O2),其水溶液俗称双氧水,常温下是一种无色液体,性质比较稳定。在加热的条件下,它能分解生成氧气。研究表明,将新制的5﹪的H2O2溶液加热到65℃时就有氧气放出,加热到80℃时就有较多氧气产生。
(1)上述实验发生反应的化学方程式为 。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是 ;
实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是 。
(3)请根据该同学查阅的资料分析H2O2的性质,解释实验甲和实验乙能否达到实验目的? 。
(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集,并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如下表。
时间/s | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | |
气体体积/mL | 实验丙 | 9.5 | 19.5 | 29.0 | 36.5 | 46.0 | 54.5 |
实验丁 | 8.0 | 16.0 | 23.5 | 31.5 | 39.0 | 46.5 | |
实验戊 | 15.5 | 30.0 | 44.5 | 58.5 | 71.5 | 83.0 |
①对实验戊,0~20 s的反应速率v1= mL/s,100~120 s的反应速率v2= mL/s。
不考虑实验测量误差,二者速率存在差异的主要原因是 。
②如右图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线c表示的是实验 (填“丙”、“丁”或“戊”)。
【题目】甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2) 在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | C=O | H-O | C-H |
E/(kJ/mol) | a | b | c | d | x |
则x=______。(用含表中字母的代数式表示)
(2)若将lmolCO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中,在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ_____KⅡ(填“>或“=”或“<”)
②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是______。
a.容器中压强不变
b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
d.2个C=O断裂的同时有3个H-H形成
③若5min后反应达到平衡状态,H2的转化率为90%,则用CO2表示的平均反应速率为_____,该温度下的平衡常数为_____,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____。
a.升高温度 b.使用合适的催化剂 c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
【题目】下列实验结论不正确的是( )
实验操作 | 现象 | 结论 | |
A | 将碘酒滴到土豆片上 | 土豆片变蓝 | 淀粉遇碘元素变蓝 |
B | 将乙醇与酸性重铬酸钾溶液混合 | 橙色溶液变为绿色 | 乙醇具有还原性 |
C | 将新制的氢氧化铜与葡萄糖溶液混合加热 | 产生砖红色沉淀 | 葡萄糖具有还原性 |
D | 将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中 | 溶液褪色 | 产物不都是烷烃 |
A.AB.BC.CD.D