题目内容

【题目】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。

该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)

已知实验操作的步骤为:a.检查装置的气密性后加入药品→b.在“气体入口”处通入干燥HCl→c.点燃酒精灯,加热→d.反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却→e.停止通入HCl,然后通入N2

(资料查阅)

请回答下列问题:

(1)仪器X的名称是___________。

(2)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___________。

(3)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

①若杂质是CuCl2,则产生的原因是_______________。

②若杂质是CuO,则产生的原因是___________。

【答案】球形干燥管 先变红再褪色 时间不足或温度不高 HCl气体不足、HCl气体与固体接触不充分,部分CuCl2溶解在结晶水中,水解反应生成Cu(OH)2分解所得

【解析】

热分解CuCl22H2O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CuCl22H2O分解生成水,且C处试纸先变红后褪色,可知发生2CuCl22CuCl+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,以此解答该题。

(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)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:先变红再褪色;

(3)①由2CuCl22CuCl+Cl2↑,杂质是CuCl2,说明CuCl2没有反应完全,分解温度不高,故答案为:时间不足或温度不高;

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:HCl气体不足、HCl气体与固体接触不充分,部分 CuCl2溶解在结晶水中,水解反应生成Cu(OH)2分解所得。

练习册系列答案
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(1)处理烟气中的SO2常用液吸法。室温条件下,将烟气通入浓氨水中得到(NH4)2SO3溶液,0.1mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____(填“>”“<”或“=”)7。

(2)用活性炭可以还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。在恒容条件下,能判断该反应一定达到平衡状态的依据是 ________(填选项编号)。

A.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)

B.混合气体的密度不再发生改变

C.反应体系的压强不再发生改变

D.混合气体的平均相对分子质量不再改变

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①230℃,向容器中投入0.5molCO2和1.5molH2,当转化率达80% 时放出热量19.6kJ能量,写出该反应的热化学方程式__________________。

②一定条件下,往 2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化剂作用下,相同时间内 CO2的转化率随温度的变化如图1所示:

催化剂效果最佳的是催化剂________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。b点v( 正 )________v( 逆 )( 填“>”“<”或“=”) 。此反应在 a 点时已达平衡状态,a 点的转化率比 c 点高的原因_____。已知容器内的起始压强为100kPa,则图中c点对应温度下反应的平衡常数Kp=____________KPa-2 。(保留两位有效数字,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)

(4)一定条件下,CO2和H2也可以发生反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH<0,一定温度下,在3L容积可变的密闭容器中发生如上反应,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ或曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是____________________。

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甲同学研究的实验报告如下表:

实 验 步 骤

现 象

结 论

①分别取等体积的2 mol/L硫酸于试管中;
②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。

反应快慢:
Mg>Fe>Cu

反应物的性质越活泼,
反应速率越快。

(1)该同学的实验目的是_________________________________________;

要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是_____________。

(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品可以是(从题中所给药品中挑选)_________________________________________________________;

实验二:

已知: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。

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⑤SiHCl3(g)+H2(g)Si(纯)+3HCl(g)

提高反应⑤中Si(纯)的产率,可采取的措施有:______、______.

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