题目内容

9．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图1所示．

（1）现要用如图2所示的浓硫酸来配制步骤①中所需要的1mol/L的稀硫酸480ml，需用这种浓硫酸的体积为27.2mL．
（2）配制该稀硫酸溶液所用到的玻璃仪器除了玻璃棒，量筒烧杯之外还有胶头滴管，500mL容量瓶．
（3）下列哪些操作会使所配的稀硫酸浓度减小ABDE．
A．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶
B．定容时，眼睛仰视溶液将凹液面最低点与容量瓶刻度线相切
C．容量瓶中原残留少量蒸馏水
D．定容摇匀后容量瓶液面低于刻度线，又加水定容到刻度线
E．量取浓硫酸时量筒内有少量蒸馏水
（4）在制取硫酸铜的途径①②③，途径②能更好地体现了绿色化学思想．
（5）请写出途径③的化学反应方程式2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（6）配制1000ml 0.1mol/L 的硫酸铜溶液，需用托盘天平秤取25.0g胆矾．

分析 （1）配制步骤①中所需要的1mol/L的稀硫酸480ml，实验室中无此规格容量瓶，需要选择500ml容量瓶，计算配制1mol/L的稀硫酸500ml，需要图示浓硫酸体积计算，需要换算物质的量浓度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，结合溶液中溶质物质的量相同计算；
（2）配制一定物质的量浓度的实验步骤选择合适的仪器；
（3）根据c=$\frac{n}{V}$分析操作对溶质的物质的量或对溶液的体积的影响判断．
（4）途径①产生一氧化氮污染性气体，途径③产生二氧化硫气体；
（5）途径③的反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
（6）配制1000ml 0.1mol/L 的硫酸铜溶液，溶液中溶质物质的量=1L×0.1mol/L=0.1mol，则选用硫酸铜晶体物质的量为0.1mol，托盘天平称量准确度为0.1g．

解答 解：（1）配制步骤①中所需要的1mol/L的稀硫酸480ml，实验室中无此规格容量瓶，需要选择500ml容量瓶，计算配制1mol/L的稀硫酸500ml，需要图示浓硫酸体积计算，需要换算物质的量浓度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，结合溶液中溶质物质的量相同计算，18.4mol/L×VL=1mol/L×0.500L，V=0.0272L=27.2ml，
故答案为：27.2；
（2）用浓溶液配制稀溶液一般步骤：量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用量筒量取一定体积的浓溶液，然后在烧杯中稀释，冷却后转移到480mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，
故答案为：胶头滴管；500mL容量瓶； 
（3）A．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶，配制溶液中溶质物质的量减小，浓度偏低，故A正确；
B．定容时，眼睛仰视溶液将凹液面最低点与容量瓶刻度线相切，加入水超出刻度线，溶液浓度减小，故B正确；
C．容量瓶中原残留少量蒸馏水对配制溶液浓度无影响，故C错误；
D．定容摇匀后容量瓶液面低于刻度线，又加水定容到刻度线，最后溶液体积超出刻度线，溶液浓度减小，故D正确；
E．量取浓硫酸时量筒内有少量蒸馏水，溶质取用量减小，配制溶液浓度减小，故E正确；
故答案为：ABDE；
（4）相对于途径①、③，途径②的优点：制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径②无污染性气体产生，故答案为：②；
（5）途径③的反应为浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学反应方程式为：2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
（6）配制1000ml 0.1mol/L 的硫酸铜溶液，溶液中溶质物质的量=1L×0.1mol/L=0.1mol，则选用硫酸铜晶体物质的量为0.1mol，计算得到胆矾质量=250g/mol×0.1mol=25.0g，托盘天平称量准确度为0.1g，
故答案为：25.0．

点评 本题考查了溶液配制过程、仪器使用、误差分析判断、溶液浓度计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度不大．

练习册系列答案
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19．（1）在实验室可使用如图装置制取乙酸乙酯，请回答下列问题：
写出制取乙酸乙酯的化学方程式：CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O；反应类型为取代反应（或酯化反应）．b试管中的液体为饱和碳酸钠溶液．
（2）有机气体A是一种植物生长调节剂，其相对分子质量为28．A通入溴水中，能使溴水褪色．A的结构简式是CH2=CH2，其与溴水反应的化学方程式是CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br，反应类型为加成反应．
20．高锰酸钾（KMnO4）是一种常见氧化剂．主要用于化工、防腐及制药工业等．以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率． 
（2）“平炉”中发生反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（3）“平炉”中需要加压，其目的是提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率．
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺．
①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4，MnO2和KHCO3（写化学式）．
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为MnO42--e-=MnO4-
，阴极逸出的气体是H2．
③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为3：2．
（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀．取浓度为0.2000mol•L-1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为95.6%．
17．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图1：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范围是B．
A．2.0～2.5   B．3.0～3.5
C．4.0～4.5    D．5.0～5.5
（6）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．（答一条即可）
4．铁盐、铝盐可用来净水，近年来科技工作者开发出了一些新的净水剂，如碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]就是一种新型高效净水剂．下图是利用含少量Al2O3、Fe2O3等杂质的废铁屑，生产碱式硫酸铁的工艺流程：

已知：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）3Al（OH）3
开始沉淀的pH2.37.53.4
完全沉淀的pH3.29.74.4
回答下列问题：
（1）写出反应I中主反应的离子方程式：Fe+2H+═Fe2++H2↑．
（2）加入NaHCO3，调节溶液pH=4.4～5.5，目的是使A13+转化为沉淀除去．
（3）操作i的名称是过滤，滤渣的成分是Al（OH）3、Fe．
（4）反应II的氧化剂与还原剂的物质的最之比为1：1，该反应的还原产物的化学式为NO．
（5）Fe（OH）SO4溶于水后生成Fe（OH）2+，该离子部分水解，生成Fe2（OH）42+．该水解反应的离子方程式为2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+．
14．某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表，请回答下列问题：
沉淀物Fe3+Al3+Mg2+
pH3.25.212.4
（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有升高温度、搅拌、多次浸取等（要求写出两条）．
（2）滤渣I的主要成分有Fe（OH）3、Al（OH）3．
（3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有Na2SO4．
（4）若将MgCl2溶液加热蒸干得到的固体是Mg（OH）2，若要得到MgCl2应采取的操作是在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干．
（5）用稀硫酸酸浸时形成滤渣的离子方程式有MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg（CO3）2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O．
1．FeCl3在现代工业生产中应用广泛．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁．某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3并对产物做了如下探究实验，请回答下列问题：
（1）装置的连接顺序为a、g、h、d、e、b、c、f（用a、b、c…h表示）．

（2）i．A中装置气密性检验方法把导气管a的一端浸入盛水容器中，用酒精灯轻微加热．若导气管口有气泡冒出，停止加热，在导管内形成一段水柱，则不漏气．
ii．D中碱石灰的作用是吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl3潮解．
（3）反应结束后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积得FeCl3进入收集器，需进行的操作是在沉积的FeCl3固体下方加热．
（4）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：
固体混合物$\stackrel{过量稀盐酸}{→}$淡黄色溶液$\stackrel{试剂X}{→}$淡红色溶液$\stackrel{过量H_{2}O_{2}溶液}{→}$深红色色溶液$\stackrel{静置一段时间}{→}$红色褪去
（5）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2．该小组同学对红色褪去的原因进行探究．
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红
色；第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀．
②另取同物质的量浓度的 FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化．
实验①说明SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应；
实验②的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能；
得出结论：H2O2将SCN-氧化成SO42-．
18．下列物质在一定条件下可以转化的是（　　）
A．CaCl2$\stackrel{CO_{2}}{→}$CaCO3$\stackrel{高温}{→}$CaOB．Fe$\stackrel{少量Cl_{2}}{→}$FeCl2$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Fe（OH）2
C．Al2O3$\stackrel{NaOH溶液}{→}$NaAlO2$\stackrel{CO_{2}}{→}$Al（OH）3D．SiO2$\stackrel{水}{→}$H2SiO3$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Na2SiO3
19．2012年8月26日，延安高速公路发生特大交通事故，造成36人死亡，3人受伤．起因是由于客车与装有甲醇的罐车相撞．对危险化学品要在包装标签上印有警示性标志．甲醇应选用的标志是（　　）
A．B．C．D．

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