题目内容
【题目】碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂,是一种绿色或墨绿色结晶性粉末,难溶于水,溶于稀酸和氨水,在空气中十分稳定。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。
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(1)仪器X的名称是______,其主要作用有导气、______。
(2)实验室利用装置A制NH3,发生反应的化学方程式为_______。
(3)反应过程中,在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去,还可能观察到的现象有_____。
(4)若体系中NH3过量会导致碱式氯化铜的产量___(填“偏高”、“偏低”或“无影响”),原因为___。
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4.29 g,加硝酸溶解,并加水定容至200 mL,得到待测液。
(5)铜的测定:取20.00 mL待测液,经测定Cu2+浓度为0.2 mol·L-1。则称取的样品中 n(Cu2+)=_____mol。
(6)采用沉淀滴定法测定氯:用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3(已知:AgSCN是一种难溶于水的白色固体),实验如下图:
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①滴定时,应选用下列哪种物质作为指示剂_____(填标号)。
a.FeSO4 b.Fe(NO3)3 c.FeCl3
②重复实验操作三次,消耗NH4SCN溶液的体积平均为10.00 mL。则称取的样品中n(Cl-)=_____mol。
(7)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为_____。
【答案】球形干燥管 防倒吸 2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O 溶液中有大量墨绿色固体产生,三颈烧瓶中有白烟 偏低 碱式氯化铜能溶于氨水 0.04 b 0.02 Cu2(OH)3Cl
【解析】
Ⅰ.实验室制取氨气是利用氯化铵和氢氧化钙加热的条件下反应,生成氯化钙,氨气和水,写出化学方程式;反应过程中,在三颈烧瓶内生成碱式氯化铜,氯化氢进入,从气体的压强变化分析;从碱式氯化铜溶于氨水分析产量的变化;
Ⅱ.(5)根据稀释前后离子的物质的量不变进行计算;
(6)①用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3,根据滴定终点,判断所加的指示剂;
②利用10.00mL0.1mol/L的NH4SCN溶液计算出剩余的硝酸银的物质的量,利用总的硝酸银的物质的量减去剩余的硝酸银的物质的量,计算出与氯离子反应的硝酸银的物质的量,从而算出氯离子的物质的量,换算成样品中的氯离子的物质的量;
(7) 根据铜离子,铝离子的物质的量,计算出样品的物质的量,根据质量和物质的量关系,计算出相对分子质量,减去铜和氯的相对原子质量,可以得到氢氧根离子的数目。
(1)仪器X的名称是球形干燥管,其主要作用有导气、防止倒吸;
(2)实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)在三颈烧瓶内,氯化铜,氨气和氯化氢气体反应制取碱式氯化铜,碱式氯化铜为绿色或墨绿色结晶性粉末,难溶于水,故实验现象为:①溶液中有大量墨绿色固体产生;由于通入的氯化氢气体和氨气相遇产生氯化铵,故实验现象②三颈烧瓶中有白烟生成;干燥管中充满了氨气和氯化氢气体,反应后气体的压强迅速减小,故实验现象③干燥管中有液体上升后下降的现象;
(4)若NH3过高,会导致氨水浓度增大,会使碱式氯化铜溶于氨水有损耗,故导致碱式氯化铜的产量偏低;
(5)20.00mL待测液,Cu2+浓为0.2000mol·L-1,则铜离子的物质的量为0.2mol/L×0.02L=0.004mol,由于称取的样品中是20mL溶液的10倍,所得铜离子的物质的量也是20mL溶液的10倍,样品中所含铜离子的物质的量为0.004mol×10=0.04mol;
(6)①用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3,到达滴定终点,用三价铁离子检验硫氰根离子,可以使用硝酸铁,不能使用氯化铁,由于氯化铁会和硝酸银反应生成氯化银沉淀,影响滴定终点的判断,答案选b;
②10.00mL0.1mol/L的NH4SCN的物质的量等于0.1mol/L×0.01L=0.001mol,由NH4SCN~AgNO3可知,未反应的硝酸银的物质的量等于0.001mol,共加入30mL0.1mol/L的的硝酸银,则与氯离子反应的硝酸银的物质的量等于0.03L×0.1mol/L-0.001mol=0.002mol,Cl-~Ag+,n(Cl-)=0.002mol,样品配成的是200mL溶液,滴定只取了20mL,样品中的氯离子的物质的量是0.002mol×10=0.02mol;
(7)测定无水碱式氯化铜组成时,称取产品4.290g,已知铜离子的物质的量为0.04mol,氯离子的物质的量为0.02mol,假设无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)xCl,可知无水碱式氯化铜的物质的量为0.02mol,摩尔质量为
=214.5g/mol,64×2g/mol +17x g/mol +35.5 g/mol =214.5 g/mol,解得x=3,故无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)3Cl。