题目内容

2．CuCl是应用广泛的有机合成催化剂，可采取不同方法制取．
方法一：铜粉还原CuSO4溶液
CuSO4溶液$→_{加热①}^{NaCl、过量Cu粉、浓盐酸}$$\stackrel{过滤}{→}$滤液$→_{②}^{水}$$\stackrel{过滤}{→}$滤渣$→_{95%乙醇}^{洗涤}$$\stackrel{真空干燥}{→}$CuCl
已知：CuCl难溶于水和乙醇，在水溶液中存在平衡：CuCl（白色）+2Cl-?[CuCl3]2-（无色溶液）．
（1）将废铜板浸入热的H2SO4溶液中，并通入空气，可以生成CuSO4．该反应的离子方程式为．
（2）①中，“加热”的目的是加快反应的速率，当观察到溶液由蓝色变为无色现象，即表明反应已经完全．
（3）潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化．上述流程中，为防止水解和氧化所添加的试剂或采取的操作是浓盐酸、95%乙醇、真空干燥．
方法二：铜电极电解饱和食盐水（实验装置如图）
（4）阳极的电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl．

分析 方法一：CuSO4溶液与NaCl、Cu粉、盐酸在加热条件反应得到[CuCl3]2-，过滤分离出未反应的Cu，滤液中含有CuCl3]2-，在水溶液中存在平衡：CuCl（白色）+2Cl-?[CuCl3]2-（无色溶液），加入水进行稀释，有利于CuCl沉淀的生成，再经过过滤分离，洗涤干燥得到CuCl．
（1）由题目信息可知，Cu、氧气与硫酸反应生成硫酸铜与水；
（2）加热可以加快反应速率，由于硫酸铜溶液为蓝色，而[CuCl3]2-为无色溶液，根据溶液颜色变化判断反应已经完全；
（3）潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化，开始加入的浓盐酸及用酒精洗涤均可以抑制水解，在真空中干燥，不能与空气接触；
方法二：（4）利用电解原理制备CuCl，阳极发生氧化反应，Cu失去电子，与氯离子作用生成CuCl．

解答 解：方法一：CuSO4溶液与NaCl、Cu粉、盐酸在加热条件反应得到[CuCl3]2-，过滤分离出未反应的Cu，滤液中含有CuCl3]2-，在水溶液中存在平衡：CuCl（白色）+2Cl-?[CuCl3]2-（无色溶液），加入水进行稀释，有利于CuCl沉淀的生成，再经过过滤分离，洗涤干燥得到CuCl．
（1）由题目信息可知，Cu、氧气与硫酸反应生成硫酸铜与水，反应离子方程式为：2Cu+O2+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2++2H2O，
故答案为：2Cu+O2+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2++2H2O；
（2）升高温度，反应速率加快，①中“加热”的目的是：加快反应的速率，由于硫酸铜溶液为蓝色，而[CuCl3]2-为无色溶液，当观察到溶液由蓝色变为无色现象，即表明反应已经完全，
故答案为：加快反应的速率；溶液由蓝色变为无色；
（3）潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化，开始加入的浓盐酸及用酒精洗涤均可以抑制水解，在真空中干燥，不能与空气接触，防止氧化，
故答案为：浓盐酸、95%乙醇、真空干燥；
方法二：（4）利用电解原理制备CuCl，阳极发生氧化反应，Cu失去电子，与氯离子作用生成CuCl，阳极的电极反应式为：Cu-e-+Cl-=CuCl，
故答案为：Cu-e-+Cl-=CuCl．

点评 本题考查实验制备方案，涉及对工艺流程的理解、对操作与试剂的分析评价、平衡移动、电解原理、溶度积应用等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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7．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，80 g SO3所占的体积约为22.4 L
B．常温常压下，1.6 gO2和O3混合气体中质子总数为0.8NA
C．0.1 mol甲基（-CH3）所含电子数为NA
D．在熔融状态下，1 mol NaHSO4完全电离出的阳离子数目为2NA
13．医疗上绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究：
Ⅰ．【制备产品】
该小组由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质），用如图所示装置制备 FeSO4•7H2O晶体，步骤如下：
（1）预处理：先将废铁屑加入到饱和 Na2CO3溶液中洗涤，目的是洗去铁屑表面的油污，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．
（2）将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中，并持续通入N2
（3）再加入足量稀硫酸，控制温度50℃～80℃之间，充分反应后，圆底烧瓶中剩余的固体为Cu．实验室常用铁氰化钾溶液检验反应生成的Fe2+，写出该反应的离子反应方程式：3Fe2++2[Fe（CN）6]═Fe3[Fe（CN）6]2↓；
（4）获取产品：先向步骤（3）中反应后的混合物中加入少许蒸馏水，趁热过滤，冷却结晶，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干，密闭保存．
Ⅱ．【测定FeSO4•7H2O含量】
（1）称取上述样品10.0g，溶于适量的稀硫酸中，配成100mL溶液，准确量取25.00mL该液体于锥形瓶中，用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定滴定3次，平均消耗10.00mL标准液，该样品中FeSO4•7H2O的质量分数为55.6%．（已知 Mr（FeSO4•7H2O）=278）．
（2）若测量结果偏小，则可能是在定容时仰视（填“俯视”或“仰视”）读数．
10．重铬酸钾是一种重要的氧化剂，工业上用铬铁矿（主要成分为FeO•Cr2O3、SiO2、Al2O3）为原料生产．实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾（K2Cr2O7）的主要工艺流程如下：

已知：
①6FeO•Cr2O3+24NaOH+7KClO3═12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O；
②高温下，Fe2O3与纯碱反应生成NaFeO2，NaFeO2能强烈水解生成沉淀．
③2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O
试回答下列问题：
（1）过滤操作中所用玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、漏斗．
（2）高温下，铬铁矿中Al2O3、SiO2均能和纯碱反应，且反应类似．
写出SiO2与纯碱反应的化学方程式：SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Na2SiO2+CO2↑．
写出Al2O3与纯碱反应的化学方程式：Na2CO3+Al2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO2+CO2↑．
（3）流程中水浸生成的沉淀是Fe（OH）3（填化学式）；调节pH=7～8的目的是使NaAlO2和Na2SiO3发生水解而生成Al（OH）3和H2SiO3沉淀而除去．
（4）写出Na2Cr2O7反应生成K2Cr2O7的化学反应方程式
（5）称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液．取出25.00ml于碘量瓶中，加入10mL 2mol•L-1H2SO4溶液和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+），放于暗处5min，加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
①判断达到滴定终点的依据是当滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液蓝色褪去，而且半分钟内不恢复即达终点；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸的纯度是94.1%（假设整个过程中其他杂质不参与反应，保留一位小数）．
17．某研究性学习小组模拟工业生产过程进行试验．请回答下列问题：
（1）用如图所示的装置向500-600℃的铁屑中通入氯气制取无水氯化铁的实验中，实验开始前应如何检查装置的气密性．
（2）用如图所示的装置向炽热铁屑中通入氯化氢制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取．若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是易发生倒吸，缺少防止水蒸汽进入C中装置、通入氯化氢（赶尽装置中的空气）．
若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3．欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先，再点燃C处的酒精灯．
（3）从明矾[KAl（SO4）2•12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下．

①反应①的化学方程式是4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O．
②从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发、结晶．步骤③的化学方程式是2Al2O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;冰晶石\;\;\;\;\;}}{970℃电解}$4Al+3O2↑；．
③焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO2的转化率为96%，可生产质量分数为98%的H2SO4质量为$\frac{216a}{b}$吨（列出计算表达式）．
7．（1）甲同学在用FeSO4固体配制FeSO4溶液时，除了加入蒸馏水外，还需加Fe和H2SO4试剂（填化学式）
（2）乙同学为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.2000mol•L-1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如表：
实验序号1234
消耗NaOH溶液的体积（mL）20.0520.0018.8019.95
则该醋酸溶液的准确浓度为0.2000mol/L．（保留小数点后四位）
（3）丙同学利用：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O反应，用KMnO4溶液滴定某样品进行铁元素含量的测定．
①设计的下列滴定方式，最合理的是b．（夹持部分略去）（填字母序号）

②判断滴定终点的依据是当滴下最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液颜色变为浅紫红色，且在半分钟内不褪色．
14．为测定未知浓度的硫酸溶液，实验如下：用1.00mL待测硫酸配制100mL稀H2SO4溶液；以0.14mol/L的NaOH溶液滴定上述稀H2SO425.00mL，滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL．
（1）该学生用标准0.14mol/L NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下：
A．用酸式滴定管取稀H2SO4 25.00mL，注入锥形瓶中，加入指示剂．
B．用待测定的溶液润洗酸式滴定管．
C．用蒸馏水洗干净滴定管．
D．取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2～3cm处，再把碱式滴定管固定好，调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下．
E．检查滴定管是否漏水．
F．另取锥形瓶，再重复操作一次．
G．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度．
①滴定操作的正确顺序是（用序号填写）：ECDBAGF．
②该滴定操作中应选用的指示剂是：甲基橙或酚酞．
③在G操作中如何确定终点？用甲基橙作指示剂时，溶液由橙色变黄色，且半分钟内不变色或用酚酞作指示剂时，溶液由无色变粉红色，且半分钟内不变色；．
（2）碱式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗导致滴定结果（填“偏小”、“偏大”或“恰好合适”）偏大，原因是滴定管内壁上的水膜，将标准液稀释，使体积读数偏大．
11．过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95克过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如图1实验装置：

（1）A中制取CO2的装置，应从图2中①、②、③中最好选哪个图：②
B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内可能出现什么现象？白色固体变蓝色．为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条会出现复燃．
（2）若E中石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因：未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（3）当D中的1.95克过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？由于生成氧气的量减少，未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（4）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250毫升，又知氧气的密度为1.43克/升，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值小（大或小），相差约30毫升（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这是由于Na2O2可能含有其它杂质，D装置可能有氧气未被排出．
（5）你认为上述A---E的实验装置中，E部分是否安全、合理？不安全，不合理；E是否需要改进，若需要改进，应改为图3中的乙．
12．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．
（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2（s）+2I2（g）?TaI4（g）+S2（g）：△H＞0    （ I）反应（ I）的平衡常数表达式K=$\frac{c（TaI{\;}_{4}）c（S{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（{I}_{2}）}$；若K=1，向某恒容密闭容器中加入1mol I2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为66.7%．
（2）如图所示，反应（ I）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量
I2（g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体，则温度T1＜T2（选填“＞”、
“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是I2．
（3）利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量．做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为淀粉溶液，滴定反应的离子方程式为：H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I-．
（4）25℃时，H2SO3?HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.0×10-12mol/L，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中$\frac{c（{H}_{3}S{O}_{3}）}{c（HS{O}_{3}^{-}）}$将增大（填“增大”“减小”或“不变”）．

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