题目内容

17．碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu（OH）2•nCuCO3表示．实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如图：
Ⅰ．废铜屑制硝酸铜
如上图，将浓硝酸缓慢加到废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液．
Ⅱ．碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液；
②水浴加热至70℃左右；
③用0.4mol•L-1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤；
④用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，得到碱式碳酸铜产品．
请回答下列问题：
（1）上图中B装置的作用是安全瓶，防倒吸；
（2）已知：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收？关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气；
（3）从环保角度设计出一种用废铜屑制硝酸铜的方法：铜屑在空气中充分灼烧，然后将残留固体溶于足量稀硝酸；
（4）步骤④中用无水乙醇洗涤的目的是利用乙醇的易挥发，带走洗涤的水；
（5）用灼烧法测定碱式碳酸铜组成：取34.6g纯净物mCu（OH）2•nCuCO3，在硬质试管里灼烧，将气体产物依次通入足量的浓硫酸、足量的碱石灰中，完全吸收后浓硫酸净增1.8g，碱石灰净增8.8g；利用上述数据推算出碱式碳酸铜的化学式为Cu（OH）2•2CuCO3．

分析 （1）铜与浓硝酸反应中，圆底烧瓶中压强会迅速减小，将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置，有了A装置就可以防止倒吸；
（2）关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气，将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中，让氢氧化钠溶液充分吸收；
（3）制取硝酸铜，从环保角度讲，反应产物和过程、反应物中均不会出现有毒物质，原子利用率高即可；
（4）碱式碳酸铜晶体中的水可以用乙醇来洗涤，乙醇具有挥发性；
（5）浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，所以由题可知：n（H2O）=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1 mol，n（CO2）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2 mol，所以的最简正整为：m=1，n=2，由此分析解答．

解答 解：（1）由于铜与浓硝酸反应中，圆底烧瓶中压强会迅速减小，将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置，有了A装置就可以防止倒吸，
故答案为：安全瓶，防倒吸；
（2）通过关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气操作，可以将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中，让氢氧化钠溶液充分吸收，
故答案为：关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气；
（3）铜屑在空气中灼烧后生产氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和水，没有污染物，且硝酸的利用率100%，故答案为：将铜屑在空气中充分灼烧，然后将残留固体溶于足量稀硝酸；
（4）乙醇具有挥发性，碱式碳酸铜晶体中的水可以用乙醇来洗涤，乙醇具有挥发性，利用乙醇的易挥发，带走洗涤的水；故答案：利用乙醇的易挥发，带走洗涤的水；
（5）浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，所以由题可知：n（H2O）=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1 mol，n（CO2）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2 mol，所以的最简正整为：m=1，n=2，则该碱式碳酸铜的化学式为：Cu（OH）2•2CuCO3，故答案为：Cu（OH）2•2CuCO3．

点评 本题借助制取碱式碳酸铜制法考查了实验方案设计知识在解题中的应用，充分考查了学生的分析、理解、计算能力，是一道不错的能力挑战题目，本题难度中等．

练习册系列答案
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19．饮用水安全在灾后重建中占有极为重要的地位，为防止灾后疫病要使用大量的各种消毒液，如NaClO溶液，某学习小组对消毒液次氯酸钠（NaClO）的制备与性质进行研究．
（1）下面是某同学从超市购买的某品牌消毒液包装说明查询到的部分内容：主要有效成分为次氯酸钠，有效氯含量8000～10000mg/L．可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用．本品须密封，置阴凉暗处保存．据此分析：
①室温时，他测得该消毒液（NaClO）的pH＞7（填“＞”、“=”或“＜”），其原因为（用离子方程式表示）ClO-+H2O?HClO+OH-．
②该消毒液还具有的化学性质有A、D（填序号）
A．强氧化性      B．强还原性    C．不稳定性   D．漂白性
③从该消毒液的保存要求分析，导致其失效的主要原因是（用化学方程式表示）2NaClO+H2O+CO2═Na2CO3+2HClO．
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（2）该学习小组同学用石墨和饱和食盐水设计了如图所示的装置，进行消毒液（ NaClO 溶液）制备，通电时，电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；为使生成的Cl2完全被吸收，则电源的a极应为负极（填“正”或“负”），溶液中生成NaClO的离子方程式为Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O．
20．甘氨酸和丙氨酸以1：1的配比两两缩合后，得到的产物可能是（　　）
A．①②B．①②③C．①②③④D．①②③④⑤
5．二氧化氯（ClO2）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃时反应制得．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2．
（1）A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计．
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是使ClO2充分冷凝，减少挥发．
（3）反应后在装置C中可得NaClO2溶液．已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．NaClO2的溶解度曲线如图2获得NaClO2晶体的操作步骤为：
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（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液．为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样，量取V1mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
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①配制100mL c mol•L-1Na2S2O3标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：100 mL容量瓶、胶头滴管．
②若步骤2所得溶液放置时间太长，则测定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）
③ClO2溶液的浓度为$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$． g•L-1（用含字母的代数式表示）．
12．实验室利用下列仪器装置，由乙烯与溴的四氯化碳溶液反应制备1.2-二溴乙烷（加热及夹持设备已略）．
有关数据列表如下：
物质           状态密度/g•cm3沸点/℃熔点/℃
乙醇           无色液体0.7978.5/-130
1，2-二溴乙烷            无色液体2.2132/9
乙醚           无色液体0.7134.6/-116

请完成下列填空：
（1）实验装置的正确的连接顺序是（用仪器装置的字母填空，装置可重复选用）A→C→B→D→C；
（2）检查装置A气密性的方法是关闭恒压漏斗活塞，将导管浸入水中，对三颈烧瓶进行加热，导管口有气泡冒出，停止加热后导管内形成一段稳定的水柱，说明装置A气密性良好，反之气密性不好；
（3）A中药品为1：3的无水乙醇和浓硫酸混合液，写出制备乙烯的化学方程式：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2═CH2↑+H2O；
（4）反应过程中应用冷水冷却装置D但又不能过度冷却，其原因是溴易挥发，冷却可以减少溴的挥发，而1，2-二溴乙烷的熔点为9℃，过度冷却可以使1，2-二溴乙烷凝结成固体，容易发生堵塞；
（5）学生发现反应结束时，无水乙醇消耗量大大超过理论值，其原因是乙醇易挥发、反应中存在副反应、反应剧烈导致乙烯与溴反应不完全等；
（6）老师建议，在A、B间加入装置E会更好，理由平衡装置内气体，防止倒吸．
2．利用元素周期表，我们可以认识更多元素的性质．
（1）根据元素周期表来比较Mg和Cs的金属性，要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较，这种元素是Na或Ba．（填元素符号）
（2）科学家证实，BeCl2属于共价化合物，设计一个简单实验证明这一点，你想到的可行的方法是融化状态下是否能够导电，导电为离子化合物，否则为共价化合物．
（3）元素周期表位于对角线的两种元素其性质相似称之为对角线规则．根据周期表对角线规律，金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似．
①已知2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式）Be+2OH-═BeO22-+H2↑．
②鉴别Be（OH）2和Mg（OH）2可选用的试剂为NaOH溶液．
（4）元素周期表中某一元素具有如下性质：
①该元素单质常被用作半导体材料．
②其单质与稀盐酸不反应，与氢氧化钠溶液反应可以放出氢气．
③其最高价氧化物既可以溶于浓盐酸，也可以溶于氢氧化钠溶液．
④其最高价氧化物对应的水化物既可以和酸反应，也可以和碱反应．在与盐酸反应时，1mol这种最高价氧化物对应的水化物最多消耗4mol/L 的盐酸1L． 请你写出这种元素在周期表中的位置：第4周期第ⅣA族．
9．氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨是人类科学史上的一项重大突破．氮的化合物的生产在工业和农业生产中意义重大．
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：2NH4Cl+Ca（OH）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（2）氨水能使酚酞溶液变红，其原因是氨水能够电离出氢氧根离子，溶液呈弱碱性；
（3）“雷雨发庄稼”有哪些科学道理？试解释原因（用有关反应的化学方程式表示）：
N2+O2$\frac{\underline{\;放电或者高温\;}}{\;}$2NO；
2NO+O2=2NO2；
3NO2+H2O=2HNO3+NO．
6．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系（Z为核电荷数，Y为元素的某性质）．将上面有关元素性质的曲线标号填入相应元素性质后面的括号中：

（1）ⅡA族元素的最外层电子数B．
（2）第三周期元素的最高化合价C．
（3）第三周期离子Na+、Mg2+、Al3+、P3-、S2-、Cl-的离子半径E．
（4）第二、三周期元素随原子序数递增原子半径的变化（不包括惰性气体）G．
（5）碱金属的阳离子氧化能力（不包括钫）A．
7．某校高一化学研究性学习小组对日常生活中的氯气用途进行了调查，了解到氯气可广泛地应用于衣物的漂白、水体的杀菌和消毒等．
（1）在调查某室外游泳池夏季池水消毒情况时，小组成员了解到，该游泳池每周一上午8：00换水，然后通入氯气消毒，通常游泳池水的含氯量控制在0.5mg/L至1.0mg/L之间时，效果最好．下图是该小组测定的每天19：00时泳池中水的氯含量，哪几天使用泳池不安全星期六、星期日．
（2）在对泳池水中通入氯气消毒时，当发生氯气泄漏时，应立即关闭氯气罐，还应采取下列自救方法B．（单选）
A、用干燥的毛巾捂住口鼻顺风跑向安全处
B、用浸湿小苏打或肥皂水的毛巾捂住口鼻跑向安全处
C、用浸湿浓氢氧化钠溶液的毛巾捂住口鼻顺风跑向安全处
（3）氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，现根据氯水与三种物质发生的反应确定氯水的成分．
①实验前观察到氯水呈淡黄绿色，证明氯水中含有Cl2（填化学式）．
②氯水与镁条反应，观察到有气泡产生，证明氯水中含有H+（填离子符号）
③氯水与硝酸银溶液反应，观察到有白色沉淀生产，证明氯水中含有Cl-（填离子符号）．
④在氯水中滴入石蕊溶液，观察到的现象是先变红后褪色，原因是氯气与水反应生成HCl和HClO，使溶液变红；HClO有漂白性，使溶液褪色．

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