题目内容

4．氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料．某小组通过查阅资料，进行如图研究．
I．Cu2O的制取
资料：
1．氧化亚铜：化学式Cu2O，红色至红褐色结晶或粉末，不溶于水及有机溶剂，可溶于稀盐酸、稀硫酸等，在稀硫酸中歧化为二价铜和铜单质．氧化亚铜在1800℃时分解，在干燥空气中稳定，但在潮湿空气中被慢慢氧化为2．氧化铜．氧化亚铜主要用于制造船底防污漆、杀虫剂…
葡萄糖还原法制备氧化亚铜：将葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液混合后进行反应，生成氧化亚铜，条件控制不当时会有少量氧化铜生成．
（1）葡萄糖还原法制Cu2O的化学方程式为
+NaOH$\stackrel{△}{→}$+Cu2O+3H2O．实验室用此方法制取并获得少量Cu2O固体，需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯、胶头滴管外，还需要漏斗、玻璃棒
Ⅱ．检验样品中是否含有CuO
方案1：将制得的Cu2O样品溶于足量稀硫酸．
（2）甲同学认为若溶液变蓝，则说明样品中含有CuO杂质．乙同学认为此推理不合理，用离子反应方程式解释原因：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O．
（3）甲同学通过反思，认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，在方案（1）实验基础上急速定量研究，应测量的数据有Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量
方案2：丙同学认为采用如下装置（所加药品均足量）进行实验，通过测定c装置反应后固体的质量以及d装置反应前后增重的质量进行计算，从而确定样品中是否含有氧化铜．

（4）装置a中所加的酸是H2SO4（填化学式），装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，m（H2O）测定不准确．
（5）点燃装置c中酒精灯之前需进行的操作是打开K1，关闭K2，通一段时间氢气后验纯，再打开K2，关闭K1．
（6）熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间气体至硬质玻璃管冷却，原因是防止生成的Cu单质在高温下又被氧气氧化为CuO，导致测定数据不准确．

分析 Ⅰ．（1）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，生成氧化亚铜沉淀，需要经过过滤操作进行分离；
Ⅱ．方案1：（2）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质；
（3）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是氧化亚铜样品质量和反应生成铜的质量，通过化学方程式计算分析；
方案2：a装置产生氢气，b装置干燥氢气，c装置中氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，d装置吸收水，可以测定生成水的质量，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，影响水质量测定；
（4）a装置产生氢气，应防止酸的挥发，应选用难挥发性的酸；
（5）点燃装置c中酒精灯之前需检验氢气的纯度；
（6）熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H2至试管冷却是防止空气进入氧化生成的铜，测定结果产生误差．

解答 解：Ⅰ．（1）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，故所需玻璃仪器为试管、酒精灯，分离生成的氧化亚铜沉淀，需要进行过滤操作，所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒；
Ⅱ．方案1：（2）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质，反应的化学方程式为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，
故答案为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O；
（3）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
故答案为：Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
方案2：a装置产生氢气，b装置干燥氢气，c装置中氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，d装置吸收水，可以测定生成水的质量，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，影响水质量测定；
（4）d装置中的碱石灰会吸收水和酸性气体，防止a中酸挥发，故选难挥发性酸硫酸，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，m（H2O）测定不准确；
故答案为：H2SO4；防止空气中的水进入d装置，m（H2O）测定不准确；
（5）点燃装置c中酒精灯之前需检验氢气的纯度，验纯后应保持气体能通过d装置，使生成的水全部被d装置吸收，具体操作：打开K1，关闭K2，通一段时间氢气后验纯，再打开K2，关闭K1，
故答案为：打开K1，关闭K2，通一段时间氢气后验纯，再打开K2，关闭K1；
（6）灼热的铜和氧气会发生反应生成氧化铜，所以熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H2至试管冷却是防止空气进入氧化生成的铜，测定结果产生误差；
故答案为：防止生成的Cu单质在高温下又被氧气氧化为CuO，导致测定数据不准确．

点评 本题考查实验制备方案，是对学生综合能力的考查，侧重考查学生对原理、装置分析评价，难度中等．

练习册系列答案
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14．某校化学课外小组用硫酸铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如图1

请根据题目要求回答下列问题：
（1）A的化学式为Fe．
（2）趁热过滤的目的是防止硫酸亚铁晶体析出．
（3）结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是抑制Fe2+离子水解．
（4）实验室利用硫酸亚铁铵溶液[（NH4）2Fe（SO4）2]和草酸溶液反应生成草酸亚铁，草酸亚铁晶体（相对分子质量180）受热易分解，某课外小组设计如图2的实验装置来检验其分解产物．
①该装置中最不合理的部分A（填字母），原因是反应生成的水易沿试管壁流下使试管炸裂．
②改用正确装置开始实验，B处变蓝，说明草酸亚铁晶体中有结晶水；C处有白色沉淀，E处黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生CO、CO2（填化学式）．
15．在配制一定体积的溶液中，下列操作使得到的溶液浓度偏高、偏低还是无影响？
（1）将溶解溶质的烧杯内的液体倒入容量瓶后，未洗涤烧杯就进行定容．偏低．
（2）定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出．偏低．
（3）定容摇匀后，发现瓶内液面略低于瓶颈刻度线．无影响．
（4）配置稀硫酸时，若所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中，将使溶液浓度偏低．
12．离子方程式正确的是（　　）
A．0.01mol/L NH4Al（SO4）2溶液与0.01mol•L-1Ba（OH）2溶液等体积混合NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al（OH）3↓+NH3•H2O
B．用惰性电极电解CuCl2溶液：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
C．将标准状况下的11.2L氯气通入200mL2mol•L-1的FeBr2溶液中，离子反应方程式为：4Fe2++6Br-+5Cl2=4Fe3++3Br2+10Cl-
D．铁粉中滴加少量浓硝酸：Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O
19．实验室用如图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe（NO3）3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4．已知K2FeO4具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶液，②在0℃～5℃、强碱性溶液中比较稳定，③在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下发生分解，④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe（OH）3和O2．

（1）装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O．将制备的Cl2通过装置B可除去HCl（填化学式）．
（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3．在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是缓慢滴加盐酸、装置C用冰水浴中．
（3）制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe（NO3）3饱和溶液的混合方式为在搅拌下，将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO 饱和溶液中．
（4）提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L-1KOH溶液中，用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，再用砂芯漏斗过滤，晶体用乙醇洗涤2-3次后，在真空干燥箱中干燥 （实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱）．
9．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验．由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）．

（1）图1中，烧瓶中发生的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是可防止倒吸，NO、NO2有毒气体能被完全吸收．
（3）为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
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：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FeSO4或Fe2（SO4）3，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．（已知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4．）请回答下列问题：
①方案1中的B仪器名称是坩埚．
②方案2中甲物质是b（填字母序号）．
a、CaO            b、CuCO3          c、CaCO3
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4•5H2O 10.6g．请回答下列问题：
③该反应的离子反应方程式为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O．
④上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是第二组（填“第一组”或“第二组”），理由是第一组中的方案1需要加热，消耗能源，方案2所得产品含有铁元素杂质，而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高．
16．常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na+、A2-、HA-、H+、OH-，存在的分子有H2O、H2A．根据题意回答下列问题：
（1）若溶液M由10mL 2mol•L-1NaHA溶液与2mol•L-1NaOH溶液等体积混合而得，则溶液M的pH＞7 （填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）若溶液由下列三种情况：①0.01mol•L-1的H2A溶液②0.01mol•L-1的NaHA溶液（常温下，其pH＞7）③0.02mol•L-1的HCl与0.04mol•L-1的NaHA溶液等体积混合液，则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为③；pH由大到小的顺序为②＞③＞①．（填序号）
（3）若溶液由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得，混合溶液$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=104，V1与V2的大小关系为D．
A、大于         B、等于        C、小于       D、均有可能
（4）已知Ksp（BaA）=1.8×10-10，向（1）的混合溶液中加入10mL 1mol•L-1BaCl2溶液，混合后溶液中的Ba2+浓度为5.4×10-10 mol•L-1．
13．常温下，0.1mol•L-1某一元酸（HA）溶液的pH=3．下列叙述正确的是（　　）
A．该溶液中：c2（H+）≠c（H+）•c（A-）+Kw
B．0.1mol•L-1 HA溶液与0.05mol•L-1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：2c（H+）+c（HA）═c（A-）+2c（OH-）
C．浓度均为0.1mol•L-1的HA和NaA溶液等体积混合，所得溶液中：c（A-）＞c（HA）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）
D．由pH=3的HA溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c（Na+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+）
14．天然维生素P（结构如图，分子结构中R为饱和烃基）存在于槐树花蕾中，它是一种营养增补剂，关于维生素P的叙述正确的是（　　）
A．1mol该物质可与5molNaOH发生反应
B．1mol该物质与足量溴水反应，最多消耗6molBr2
C．一定条件下1mol该物质可与H2加成，消耗H2最大量为6mol
D．维生素P能发生水解反应

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