题目内容
9.CuCl广泛应用于化工和印染等行业.某研究性学习小组拟热分解CuCl2•2H2O制备CuCl,并进行相关探究.【资料查阅】
【实验探究】
该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略).
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是球形干燥管.
(2)实验操作的先后顺序是a→c-d-b→e(填操作的编号)
a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是先逐渐变为红色,后褪色.
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.
【探究反思】
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是加热时间不足或温度偏低.
②若杂质是CuO,则产生的原因是通入HCl的量不足.
分析 热分解CuCl2•2H2O制备CuCl,为抑制水解,气体入口通入HCl气体,然后加热A处试管,X为球形干燥管,X中无水硫酸铜变蓝,可知CuCl2•2H2O分解生成水,且C处试纸先变红后褪色,可知发生2CuCl2$\frac{\underline{\;大于300℃\;}}{\;}$2CuCl+Cl2↑,D中NaOH溶液吸收尾气;取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,混有CuCl2与温度不够或加热时间不足有关,混有CuO与没有在HCl的氛围中加热或者未等试管冷却就停止通入HCl气体有关,以此来解答.
解答 解:(1)由图及常见的仪器可知,仪器X的名称为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
(2)实验中有气体生成,先检验装置的气密性,且热分解CuCl2•2H2O制备CuCl,防止CuCl被氧化和Cu+水解所以必须要先赶走装置中的氧气和水蒸气后才加热,且要在HCl气流中加热制备,反应结束后先熄灭酒精灯,应该要继续通入氮气直至装置冷却,所以操作顺序为:a-c-d-b-e,
故答案为:c-d-b;
(3)B中有白色变为蓝色,说明有水生成,产物中还有Cl2,所以C中石蕊试纸先逐渐变为红色,后褪色,
故答案为:石蕊试纸先逐渐变为红色,后褪色;
(4)D中是Cl2和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(5)①由2CuCl2$\frac{\underline{\;大于300℃\;}}{\;}$2CuCl+Cl2↑,杂质是CuCl2说明CuCl2没有反应完全,分解温度不高,故答案为:加热时间不足或温度偏低;
②杂质是氧化铜,说明CuCl被氧气氧化才产生了CuO,说明装置中有氧气,可能是没有在HCl的氛围中加热或者未等试管冷却就停止通入HCl气体,故答案为:通入HCl的量不足.
点评 本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备实验原理、实验装置的作用、元素化合物知识为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物与实验相结合的训练,(5)为解答的难点,题目难度中等.
| A. | HCl易溶于水 | B. | I2可溶于水 | C. | Cl2可溶于水 | D. | CO2可溶于水 |
| A. | 徐光宪建立稀土串级萃取理论 | B. | 屠呦呦发现抗疟新药青蒿素 | ||
| C. | 闵恩泽研发重油裂解催化剂 | D. | 侯德榜联合制碱法 |
(1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠.
(2)在鼓泡反应器中通入含SO2、NOx的烟气,反应温度323K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol•L-1.反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表.
| 离子 | SO42- | SO32- | NO3- | NO2- | Cl- |
| c/(mol•L-1) | 8.35×10-4 | 6.87×10-6 | 1.5×10-4 | 1.2×10-5 | 3.4×10-3 |
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小(填“增大”、“不变”或“减小”).
③由实验结果可知,脱硫反应速率大于脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)原因是除了SO2和NO在烟气中初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高.
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压Pe如图所示.
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小(填“增大”、“不变”或“减小”).
②反应ClO2-+2SO32-═2SO42-+Cl-的平衡常数K表达式为$\frac{c(C{l}^{-}){c}^{2}(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(Cl{{O}_{2}}^{-}){c}^{2}(S{{O}_{3}}^{2-})}$.
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果.
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高.
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH-(aq)═SO32-(aq)+H2O(l)△H1
ClO-(aq)+SO32-(aq)═SO42-(aq)+Cl-(aq)△H2
CaSO4(s)═Ca2+(aq)+SO42-(aq)△H3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的△H=△H1+△H2-△H3.
| A. | KOH | B. | KNO3 | C. | NH4HCO3 | D. | 酒精 |
| 实验一 | 实验二 | |
| 装置 | ||
| 现象 | a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化 | 两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;… |
| A. | a、d处:2H2O+2e-═H2↑+2OH- | |
| B. | b处:2Cl--2e-═Cl2↑ | |
| C. | c处发生了反应:Fe-2e-═Fe2+ | |
| D. | 根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜 |
| A. | SiO2$\stackrel{HCl(aq)}{→}$SiCl4$→_{高温}^{H_{2}}$Si | |
| B. | FeS2$→_{煅烧}^{O_{2}}$SO2$\stackrel{H_{2}O}{→}$H2SO4 | |
| C. | N2$→_{高温、高压、催化剂}^{H_{2}}$NH3$\stackrel{HCl(aq)}{→}$NH4Cl(aq) | |
| D. | MgCO3$\stackrel{HCl(aq)}{→}$MgCl2(aq)$\stackrel{电解}{→}$Mg |