题目内容

9．工业上利用废铜屑制备胆矾的工业流程如下：

已知：
物质Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2
开始沉淀的pH1.86.35.2
完全沉淀的pH3.08.36.7
请回答：
（1）加入H2O2时发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）检验溶液B中Fe3+的方法是向溶液中加入KSCN溶液，然后观察现象，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，否则没有铁离子．
（3）利用试剂①调节溶液的pH至3.7-5.2，试剂①的化学式CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3．
（4）常温下，若溶液C中金属离子均为1mol•L-1，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-36，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20．控制pH=4，溶液中c（Fe3+）=4.0×10-8，此时无Cu（OH）2沉淀生成（填“有”或“无”）．
（5）操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（6）测定溶液E中Cu2+浓度的方法为：准确量取V1 mL溶液E于锥形瓶中，调节pH=3～4，加入过量KI，充分反应后，滴加2滴淀粉溶液，再慢慢滴加c mol/LNa2S2O3标准溶液至恰好完全反应，消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL．
已知：2Cu2++4I-=2CuI↓+I22S2O32-+I2=S4O62-+2I-
①“恰好反应”时溶液的颜色变化为蓝色变为无色．
②Cu2+的物质的量浓度为$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol/L（用V1、V2、c表示）．

分析 从流程来看①是加入浓硫酸，将铜溶解为铜离子，同时铁的化合物以二价或三价进入溶液．第②步加入H2O2溶液，将二价铁氧化为三价铁，第③步再加入CuO调pH到3.7～5.2之间，过滤除去氢氧化铁（滤渣），铜离子留在溶液．为了防止铜离子在加热浓缩时水解，加入硫酸控制酸度，抑制水解．当溶液浓缩到一定程度，冷却即可结晶出胆矾，过滤即得产品．
（1）H2O2与Fe2+发生氧化还原反应；
（2）铁离子的检验方法是：向溶液中加入KSCN溶液，观察现象，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，若没有变成红色，证明溶液中没有铁离子；
（3）利用试剂①调节溶液的pH值，使氢氧化铁完全沉淀，而氢氧化铜不沉淀；
（4）根据Ksp[Fe（OH）3]和溶液中氢氧根离子的浓度计算c（Fe3+）；Qc与Ksp[Cu（OH）2]的相对大小判断；
（5）操作①的主要步骤为蒸发浓缩、冷却结晶以得到硫酸铜晶体；
（6）①“恰好反应”时即溶液中的I2恰好与Na2S2O3完全反应；
②根据反应中的各物质之间的关系可计算出Cu2+离子的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算浓度；

解答 解：（1）H2O2与Fe2+发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）检验溶液中是否含有Fe3+的方法为：向溶液中加入KSCN溶液，然后观察现象，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，否则没有铁离子，
故答案为：向溶液中加入KSCN溶液，然后观察现象，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，否则没有铁离子；
（3）第③步目的是调节pH值，使用碱性物质，但不能引入新的杂质，故选用CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，使PH正好让氢氧化铁完全沉淀，而氢氧化铜不沉淀，故答案为：3.7-5.2；CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3
（4）已知溶液的pH=4，则c（H+）=10-4mol/L，c（OH-）=10-10mol/L，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38=c（Fe3+）×c3（OH-），所以c（Fe3+）=4.0×10-8mol/L；
已知溶液中氢氧根离子的浓度为10-10mol/L，则Qc=c（Cu2+）×c2（OH-）=1×（10-10）2=10-20＜Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，所以没有氢氧化铜沉淀生成；
故答案：4.0×10-8；无；
（5）操作①的主要步骤为蒸发浓缩、冷却结晶以得到硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（6）①“恰好反应”时即溶液中的I2恰好与Na2S2O3完全反应，此时溶液的颜色变化为蓝色变为无色，
故答案为：蓝色变为无色；
②根据反应2Cu2++4I-═2CuI↓+I2；2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，2Cu2+～I2～2S2O32-，所以Cu2+离子的物质的量与S2O32-的物质的量相等，为cV2×10-3 mol，根据c=$\frac{n}{V}$可知，Cu2+离子的物质的量浓度为$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol/L，
故答案为：$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$；

点评 本题考查物质的制备及含量的测定，侧重于学生实验能力和分析能力的考查，为高考常见题型，注意（4）题，利用关系式法解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
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①电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl3+3H2↑．
②溶液X中大量存在的阴离子有Cl-、OH-．
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是c（填标号）．
a．水b．碱石灰C．浓硫酸d．饱和食盐水
（3）用图2装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol•L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）．
③V中加入的指示剂通常为淀粉，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色．
④测得混合气中ClO2的质量为0.02700 g．（ClO2的相对分子质量为67.5）
（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是d（填标号）．
a．明矾   b．碘化钾  c．盐酸  d．硫酸亚铁．
1．醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法．实验室制备 1-溴丁烷的反应和实验装置如下：
NaBr+H2SO4$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$HBr+NaHSO4①
C4H9-OH+HBr$\stackrel{△}{→}$C4H9-Br+H2O②
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br-被浓硫酸氧化为Br2等．
有关数据列表如下：
熔点/℃沸点/℃密度/g•cm-3
正丁醇-89.53117.250.81
1-溴丁烷-112.4101.61.28
（1）实验装置中仪器a的名称是直形冷凝管；反应加热时的温度不宜超过100℃，较好的加热方法是水浴加热．圆底烧瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸；．装置中倒扣漏斗的作用是防止溴化氢极易溶于水而倒吸；
（2）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行适当稀释，其目的是abc（填字母序号）．
a．减少副产物烯和醚的生成 
b．减少 Br2的生成
c．减少 HBr 的挥发 
d．水是反应的催化剂
（3）反应结束后，将反应混合物中1-溴丁烷分离出来，应采取蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷，蒸馏装置除了用到冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶，还需要的玻璃仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶；
（4）将反应结束后得到的混合物经过蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷的产物中，可能含有的杂质主要是水；
（5）将1-溴丁烷产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层（填“上层”、“下层”或“不分层”）．
（6）某实验小组制取1-溴丁烷时，向圆底烧瓶中加入7.4g正丁醇，13.0g NaBr和足量的浓硫酸，最终制得1-溴丁烷9.6g，则1-溴丁烷的产率是70%（保留2 位有效数字）．
18．糖是体内的主要能源，人体所需的各种热量，70%由糖类提供．理论上，每摩尔葡萄糖在体内完全氧化时，释放的热量为2872kJ．葡萄糖完全氧化分解时的能量变化方程式为：
C6H12O6+6O2+38H3PO4+38ADP→6CO2+44H2O+38ATP
ATP+H2O→ADP+H3PO4，△H=-30.6kJ/mol
由此可知，人体内葡萄糖完全氧化分解时，能量的利用率为（　　）
A．40.5%B．60.6%C．81.0%D．100%
19．（1）高能燃料肼N2H4又称联氨，用作火箭燃料，其结构式为，已知液态肼的标准燃烧热为-622kJ/mol，写出发生燃烧发生的热化学方程式：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）；△H=-622KJ/mol．
（2）次磷酸（H3PO2）是一种一元中强酸，具有较强的还原性．写出NaH2PO2溶液中的离子间的电荷守恒式C（Na+）+C（H+）═C（H2PO2-）+C（OH-），H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质，若氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，用化学方程式表示该氧化还原反应：H3PO2+4Ag++2H2O═H3PO4+4Ag+4H+．

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