题目内容

已知pH为4—5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生用电解纯净的CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出Cu的质量(m)以及电极上产生气体的体积(V mL标况)来测定Cu的相对原子质量，过程如下：

 

回答下列问题。

(1)加入CuO的作用是 _______________________________ 。

(2)步骤②中所用的部分仪器如下图所示，则A、B分别连直流电源的极_______和_______极(填“正”或“负”)

                             

(3)电解开始后，在U形管中可以观察到的现象有：________________。电解的离子方程式为________________________________________________。

(4)下列实验操作中必要的是_______ (填字母)。

A.称量电解前电极的质量

B.电解后，电极在烘干称量前，必须用蒸馏水冲洗

C.刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称量

D.电解后烘干称重的操作中必须按“烘干称量再烘干再称量”进行

E.在有空气存在的情况下，烘干电极必须用低温烘干的方法

(5)铜的相对原子质量为__________________ (用带有m、V的计算式表示)。

解析：本题是一道定量实验综合题，中心是准确测量出Cu的质量及电极上产生的气体体积，从题干知，pH为4—5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解，所以除CuSO4溶液中的Fe(SO4)3溶液，可利用上述信息，加入CuO就是消耗H+,而使Fe3+的水解平衡向右移动，使Fe3+完全水解形成Fe(OH)3沉淀而除去；由于本题是电解CuSO4溶液，因此电极的连接及现象的描述均可根据电解的总化学方程式，2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，而要准确测定析出Cu的质量，就需严格按照实验操作，A、B、D、E项操作是不可缺少的；有了Cu的质量及O2在标准状况下的体积，根据方程式即可计算出Cu的相对原子质量为。

答案：(1)通过消耗H+而调整溶液的pH使之升高，其目的是使Fe3+完全水解形成Fe(OH)3沉淀而除去

    (2)负  正

    (3)A极上有红色物质析出，B极上有气泡逸出，溶液蓝色变浅 

    2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑

    (4)A、B、D、E  (5)

练习册系列答案
相关题目
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：

沉淀物 Fe（OH）3 Al（OH）3 Mg（OH）2
pH 3.4 5.2 12.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题：
（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，该工业流程中采取的措施是
研磨固体废料
研磨固体废料
，你认为还可以采取的措施有
增大硫酸浓度
增大硫酸浓度
、
加热升高温度、边加硫酸边搅研拌
加热升高温度、边加硫酸边搅研拌
（写出两条）．
（2）以MgCO3和MgSiO3为例，写出“浸出”步骤发生反应的离子方程式：
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
，
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3↓
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3↓

（3）第一次加NaOH溶液调整pH到5.5的目的是
使Fe3+、Al3+全部转化为氢氧化物沉淀与Mg2+分离
使Fe3+、Al3+全部转化为氢氧化物沉淀与Mg2+分离
，控制pH的方法是
通过pH计控制溶液的pH
通过pH计控制溶液的pH
，滤渣I的主要成分有
Fe（OH）3、Al（OH）3
Fe（OH）3、Al（OH）3
．
（4）在实验室中从Mg（OH）2获得无水MgCl2的操作如下：把Mg（OH）2溶解在过量的
盐酸
盐酸
（填写试剂的名称）中；加热浓缩，冷却结晶，
过滤
过滤
，
洗涤
洗涤
（填操作名称）可得到MgCl2?6H2O；
在干燥的HCl气流中加热脱水
在干燥的HCl气流中加热脱水
（填写具体操作），即可得到无水的MgCl2．
（5）Mg（ClO3）2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：
MgCl2+2NaClO3═Mg（ClO3）2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg（ClO3）2．简述可制备Mg（ClO3）2的原因：
该反应的生成物为Mg（ClO2）2和NaCl的混合溶液，NaCl的溶解度随温度变化不大，Mg（ClO2）2的溶解度随温度升高而升高，利用两物质的溶解度差异，通过加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，将Mg（ClO2）2与NaCl分离，制得Mg（ClO2）2；
该反应的生成物为Mg（ClO2）2和NaCl的混合溶液，NaCl的溶解度随温度变化不大，Mg（ClO2）2的溶解度随温度升高而升高，利用两物质的溶解度差异，通过加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，将Mg（ClO2）2与NaCl分离，制得Mg（ClO2）2；
．
A．（1）右图所示为冰晶石（化学式为Na3AlF6）的晶胞．图中●位于大立方体顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽图中●、○中的一种．图中●、○分别指代哪种粒子
AlF6-
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、
Na+
Na+
；大立方体的体心处▽所代表的是
AlF6-
AlF6-
．冰晶石在化工生产中的用途
电解炼铝的助熔剂
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．
（2）H2S和H2O2的主要物理性质比较如下：
熔点/K 沸点/K 标准状况时在水中的溶解度
H2S 187 202 2.6
H2O2 272 423 以任意比互溶
H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因
H2O2分子间存在氢键，与水分子可形成氢键
H2O2分子间存在氢键，与水分子可形成氢键

（3）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深蓝色的晶体．写出铜原子价电子层的电子排布式
3d104s1
3d104s1
，与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有
Cr
Cr
（填元素符号）．实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有
共价键和配位键
共价键和配位键
．实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色Cu（NH3）4SO4?H2O晶体．实验中所加C2H5OH的作用是
降低Cu（NH3）4SO4?H2O的溶解度
降低Cu（NH3）4SO4?H2O的溶解度
．
B．用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体（CuCl2?xH2O）．有如下操作：

已知：在pH为4～5时，Fe3+几乎完全水解而沉淀，Cu2+却不水解．
（1）加热酸溶过程中发生反应的离子方程式有：
Fe+2H+=Fe2++H2↑、CuO+2H+=Cu2++H2O
Fe+2H+=Fe2++H2↑、CuO+2H+=Cu2++H2O

（2）氧化剂A可选用
①
①
（填编号，下同）
①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3
（3）要得到较纯的产品，试剂B可选用
③
③

①NaOH   ②FeO     ③CuO
（4）试剂B的作用是
①③
①③

①提高溶液的pH   ②降低溶液的pH  ③使Fe3+完全沉淀  ④使Cu2+完全沉淀
（5）从滤液经过结晶得到氯化铜晶体的方法是
②④①
②④①
（按实验先后顺序填编号）
①过滤   ②蒸发浓缩   ③蒸发至干   ④冷却
（6）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2?xH2O）中x值，某兴趣小组设计了两种实验方案：
方案一：称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止、冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g．
方案二：称取m g晶体、加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止、冷却、称量所得固体的质量为n g．
试评价上述两种实验方案，其中正确的方案是
二
二
，据此计算得x=
80m-135n
18n
80m-135n
18n
（用含m、n的代数式表示）．
A、B、C、D、E是中学化学常见单质，构成它们的元素的原子序数分别为a、b、c、d、е；且3（a+b）=2（a+c）=3（d-a）；X、Y、Z、M、N、W、H、K是常见化合物，X是B和C的化合产物，它们之间有如下转化关系（图中反应物和产物中的H2O已略去）：
（1）Y的电子式为
，构成E单质的元素的原子结构示意图为：
．
（2）反应③的离子方程式为
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
．
（3）E的氧化物与D在一定条件下反应的化学方程式为：
Fe2O3+2Al
 高温 
.
 
2Fe+Al2O3
Fe2O3+2Al
 高温 
.
 
2Fe+Al2O3
，在实验室中，引发该反应的实验操作为
将铝粉与氧化铁粉末混合均匀，在混合物上方撒少量氯酸钾，插上一根镁条，并点燃镁条
将铝粉与氧化铁粉末混合均匀，在混合物上方撒少量氯酸钾，插上一根镁条，并点燃镁条
．
（4）已知常温下，1gA的单质与C的单质在点燃条件下完全反应，放出的热量为92.3kJ，写出W分解生成A和C的热化学方程式
2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+184.6kJ/mol
2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+184.6kJ/mol
．
（5）用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因：
AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-
AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-
．
（6）固体N常温下即挥发，183℃升华，几乎溶于所有的有机溶剂和H2O中，据此判断N为
分子
分子
晶体．
（7）25℃时，PH=5的W和N的水溶液中由H2O电离出来的H+离子浓度之比为
1：104
1：104
．

（20分）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2（OH）nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭 土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0．5%～3．0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2。

根据流程图回答下列问题：

（1）“煅烧”的目的是_______________________________________________。

（2）“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。

（3）“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15％的A酸需要200mL30％的A酸（密度约为1.15g/cm3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。

（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有                     _______________（要求写出三条）。

（5）“调节溶液pH在4．2～4．5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是___________                 ______。

（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________

 

（20分）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2（OH）nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0．5%～3．0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2。
根据流程图回答下列问题：
（1）“煅烧”的目的是_______________________________________________。
（2）“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。
（3）“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15％的A酸需要200mL30％的A酸（密度约为1.15g/cm3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有                    _______________（要求写出三条）。
（5）“调节溶液pH在4．2～4．5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是___________                 ______。
（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________

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