题目内容

10．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较
大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以海绵铜（主要成分是Cu 和少量CuO）为原料，采用硝酸
铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下：
回答下列问题：

（1）步骤①中真正的氧化剂是HNO3，溶解温度应控制在60-70 度，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解．
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式是2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+．
（3）步骤⑧是分离滤液和洗涤液操作，实验室里混有杂质NaCl 的（NH4）2SO4 固体提纯的方法是重结晶法．
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化．
（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离．工业上常用的固液分离设备有AC（填字母）．
A、离心机B、分馏塔C、框式压滤机D、反应釜
（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量
稀硫酸，用a mol/L 的K2Cr2O7 溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7 溶液bmL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+，样品中CuCl 的质量分数为$\frac{0.597ab}{m}$．

分析 酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离，根据混合的水溶性进行分离，没有发生化学变化，可用离心机以及框式压滤机，以得到滤饼，氯化亚铜与氯化铁发生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液，发生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，结合关系式解答该题．

解答 解：酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，烘干得到氯化亚铜，
（1）由于酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO4或Cu2+，步骤①中真正的氧化剂是HNO3，溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解，
故答案为：HNO3；温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解；
（2）铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，
故答案为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+；
（3）由于氯化钠的溶解度受温度影响较小，而（NH4）2SO4 的溶解度受温度影响较大，实验室里混有杂质NaCl 的（NH4）2SO4 固体提纯的方法是重结晶法，
故答案为：重结晶法；
（4）步骤⑥为醇洗，因乙醇沸点低，易挥发，则用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，
故答案为：醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化；
（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离，根据混合的水溶性进行分离，没有发生化学变化，可用离心机以及框式压滤机，以得到滤饼，
故答案为：AC；
（6）氯化亚铜与氯化铁发生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液，发生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
反应的关系式为6CuCl～6Fe2+～Cr2O72-，
             6                1
             n                ab×10-3mol
n=6ab×10-3mol，
m（CuCl）=99.5g/mol×6ab×10-3mol=0.597abg，
则样品中CuCl的质量分数为$\frac{0.597ab}{m}$，
故答案为：$\frac{0.597ab}{m}$．

点评 本题考查学生阅读获取信息的能力、常用化学用语、氧化还原滴定的应用等，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握物质的性质以及反应流程，难度中等，注意（6）中利用关系式的计算．

练习册系列答案
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20．铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用．回答下列问题：
（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示，原料中除铁矿石和焦炭外还含有石灰石．用化学反应方程式说明石灰石的作用CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑、CaO+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO3、CaO+FeS$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+FeO．高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO（填化学式）．
（2）若炼铁时发生如下反应：2Fe2O3+6C+3O2═4Fe+6CO2，则理论上每生产1t钢铁需用标况下空气1428.6m3．
（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的炉腰部分，主要反应的化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；熔融造气炉相当于高炉的炉腹部分．
（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2 污染空气，脱SO2 的方法是用碱液或氢氧化钠、氨水．
1．某化学小组以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯．已知有关物质的沸点和相对分子质量如表：
物质甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯
沸点/℃64.7249199.6
相对分子质量32122136
实验过程及实验装置如图：

（提示：苯甲酸甲酯粗产品往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等）
（1）简述第一步混合液体时，最后加入浓硫酸的理由是浓硫酸密度较大，且易于苯甲酸、甲醇混合放出大量热量，甲醇易挥发．若反应产物水分子中有同位素18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式．
（2）反应物CH3OH应过量，理由是该反应是可逆反应，增加甲醇的量，使平衡向右移动，有利于提高苯甲酸的转化率．
（3）分液时上层液体从分液漏斗的上口出来，接受馏分时温度控制在199.6℃左右．
（4）以上流程图中加入Na2CO3的作用是通过反应消耗硫酸、苯甲酸，降低苯甲酸甲酯的溶解度．
（5）通过计算，苯甲酸甲酯的产率为65%．
18．下列有机反应属于加成反应的是（　　）
A．CH3CH3+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3CH2Cl+HCl
B．CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br
C．
D．CH3COOH+CH3CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H20
5．某校化学兴趣小组，通过如图装置探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，探究方案设计如下，请你参与并完成该探究方案．
（1）提出假设：Na2CO3或NaHCO3加热分解时可能有CO2生成．
（2）设计实验：①利用如图装置分别对试管A中一定量的Na2CO3和NaHCO3进行加热；②为了检验CO2的生成，试管B中应加入的物质是澄清石灰水．
（填“澄清石灰水”或“NaOH溶液”）
（3）现象与结论：同学们发现只有在加热NaHCO3时，试管B中既能看到气泡又能看到有白色沉淀产生，说明Na2CO3和NaHCO3的热稳定性：Na2CO3＞ NaHCO3．（填“＞”或“＜”）
（4）某同学称取8.4gNaHCO3，充分加热，理论上产生CO2气体的体积在标准状态下为1.12L．
15．工业上由钛铁矿（主要成分FeTiO3，含Fe2O3、A12O3、FeO、SiO2等杂质）制备TiCl4的工艺流程如图：

已知：①酸浸  FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）═FeSO4（aq）+TiOSO4（sq）+2H2O（l）
②水解  TiOSO4（aq）+2H2O（l）$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$H2TiO3（s）+H2SO4（aq）
③煅烧  H2TiO3（s）$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$TiO2（s）+H2O（g）
（1）FeTiO3中钛元素的化合价为+4，试剂A为Fe．
（2）碱浸过程发生的离子反应方程式为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；SiO2+2OH-═SiO32-+H2O．
（3）酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右，若温度过高会导致最终产品收率过低，原因是温度过高水导致TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀．
（4）上述流程中氯化过程的化学反应方程式为TiO2+C+2Cl2$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$ TiCl4 +CO2．
已知TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（1）+O2（g）△H=+15l kJ•mol-1．该反应极难进行，当向反应体系中加入碳后，则反应在高温条件下能顺利发生．从化学平衡的角度解释原因是C与氧气反应减小氧气浓度，使平衡正向移动，C与氧气反应为放热反应，温度升高，使平衡正向移动，促使反应顺利进行．
（5）TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2•xH2O，该反应的化学方程式是TiCl4+（x+2）H2O=TiO2•xH2O+4HCl．
2．实验室中利用含银废料（主要含有AgNO3和AgCl）制取硝酸银的实验步骤如下：
步骤1：向废液中加入足量的NaCl溶液，将所得沉淀过滤，并洗涤干净．
步骤2：将沉淀放入烧杯，并放入铝片，再加入20%的Na2CO3溶液至浸没固体，加热搅拌，至沉淀变为灰白色[含有Ag、Al（OH）3和少量仍未反应的AgCl]．取出铝片，过滤并洗涤沉淀．
步骤3：…
（1）步骤1中检验所加NaCl溶液已经足量的方法是静置，向上层清液中继续滴加NaCl溶液，若溶液不变浑浊，则NaCl已足量．
（2）步骤2加热时还产生能使澄清石灰水变浑浊的气体．写出该过程中发生反应的离子方程式：2Al+6AgCl+3CO3 2-+3H2O=2Al（OH）3+6Ag+6Cl-+3CO2↑．
（3）已知AgNO3和Al（NO3）3的溶解度曲线如图所示，请补充完整由步骤2中所得灰白色沉淀制取硝酸银固体的实验方案：向所得灰白色混合物中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤；洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀硝酸，充分反应后，过滤；将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤；用冰水洗涤、干燥，得到硝酸银晶体（实验中必须使用的试剂有：稀盐酸、稀硝酸、冰水）．
（4）已知：Ag++SCN-=AgSCN↓（白色）．实验室可通过如下过程测定所制硝酸银样品的纯度（杂质不参与反应）：
①称取2.000g制备的硝酸银样品，加水溶解，定容到100mL．溶液配制过程中所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有100mL容量瓶、胶头滴管．
②准确量取25.00mL溶液，酸化后滴入几滴铁铵钒[NH4Fe（SO4）2]溶液作指示剂，再用0.1000mol•L-1 NH4SCN标准溶液滴定．滴定终点的实验现象为溶液变为（血）红色，且保持30s不变．
③重复②的操作两次，所用NH4SCN标准溶液的平均体积为29.00mL．则硝酸银的质量分数为98.60%．
19．科学的假设与猜想是科学探究的先导与价值所在．在下列假设（猜想）引导下的探究肯定没有意义的是（　　）
A．探究Na与水反应可能有O2生成
B．探究Na2O2与SO2反应可能有Na2SO4生成
C．探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中可能含有CuS
D．探究向滴有酚酞的NaOH溶液中通入Cl2，溶液红色褪去的原因是溶液酸碱性改变所致，还是HClO的漂白性所致
20．下列说法正确的是（　　）
A．赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、孔雀石都是常见的铁矿石
B．纤维素、PLA（聚乳酸）、维生素C、硝化纤维等都是高分子化合物
C．高容量的储氢材料的研制是推广应用燃料电池的关键问题之一
D．将呼吸产生的二氧化碳用石灰水吸收符合”低碳经济“原则

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