题目内容

18．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl2•2H2O），已知氯化铜易溶于水，难溶于乙醇．

（1）溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+．能检验出溶液1中Fe2+的试剂是①②（填
编号）①KMnO4        ②K3[Fe（CN）6]③NaOH         ④KSCN
（2）试剂Y用于调节pH以除去杂质，Y可选用下列试剂中的（填序号）cd．
a．NaOH   b．NH3•H2O   c．CuO   d．Cu2（OH）2CO3   e．CuSO4
调节pH至4～5的原因是使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，Cu2+离子不沉淀．
（3）配制实验所需480mL10mol/L浓HCl时用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶．
（4）得到CuCl2•xH2O晶体最好采用的干燥方式是D．
A．空气中加热蒸干                     B．空气中低温蒸干
C．HCl气流中高温烘干                 D．HCl气流中低温烘干
（5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x的值，某兴趣小组设计了以下实验方案：称取m g晶体溶于水，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，称量所得黑色固体的质量为ng．根据实验数据测得x=$\frac{80m-135n}{18n}$（用含m、n的代数式表示）．
（6）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．现向100mL 0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点．
①b点时，溶液中发生水解反应的离子是NH4+；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
③d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d＞e（填“＞”、“＜”或“=”）．

分析 粗铜中含有Fe，与氯气反应生成CuCl2和FeCl3，为防止水解，应加入过量的稀盐酸进行溶解，并保证金属完全反应，溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+，加入试剂X目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，应为H2O2，还原得到水，是绿色氧化剂，通过调节pH，使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤分离，且加入Y可以消耗氢离子且不能引入新杂质，可以为CuO、Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3．滤液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuCl2•2H2O，
（1）Fe2+具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色；能与K3[Fe（CN）6]反应得到蓝色铁氰化亚铁蓝色沉淀；
（2）调节pH至4～5之间，液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，Cu2+离子不沉淀，过滤分离；
（3）配制实验所需480mL10mol/L浓HCl时用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶；
（4）CuCl2•xH2O晶体加热容易分解，且氯化铜易水解，应在HCl气流中低温烘干；
（5）氢氧化铜加热分解所得黑色固体的质量ng为CuO，根据Cu元素守恒计算CuCl2•xH2O的物质的量，再结合m=nM计算x的值；
（6）①a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4与Na2SO4；
②c点溶液呈中性，则溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分；
③根据碱性溶液中，氢氧根离子浓度越大，水的电离程度越小进行分析．

解答 解：粗铜中含有Fe，与氯气反应生成CuCl2和FeCl3，为防止水解，应加入过量的稀盐酸进行溶解，并保证金属完全反应，溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+，加入试剂X目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，应为H2O2，还原得到水，是绿色氧化剂，通过调节pH，使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤分离，且加入Y可以消耗氢离子且不能引入新杂质，可以为CuO、Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3．滤液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuCl2•2H2O．
（1）①Fe2+具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，用高锰酸钾溶液可以检验Fe2+，故正确；
②Fe2+能与K3[Fe（CN）6]反应得到蓝色铁氰化亚铁蓝色沉淀，故正确；
③铁离子、铜离子均与NaOH反应生成沉淀，影响亚铁离子检验，故错误；
④铁离子与KSCN反应，溶液呈红色，不能检验Fe2+，故错误；
故选：①②；
（2）由上述分析可知，试剂X为盐酸，加入过量的盐酸，充分反应，抑制Cu2+水解；加入Y可以消耗氢离子调节溶液pH，使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤分离，且不能引入新杂质，
a．NaOH引入杂质钠离子，故a错误；
b．NH3•H2O 引入铵根离子，故b错误；
c．CuO可以调节PH值，除去杂质，过量的CuO过滤除去，不引入杂质，故c正确；
d．Cu2（OH）2CO3 可以调节PH值，除去杂质，过量的Cu2（OH）2CO3 过滤除去，不引入杂质，故d正确；
e．CuSO4不能调节PH值，引入硫酸根离子，故e错误；
调节pH至4～5之间，使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，Cu2+离子不沉淀，
故答案为：cd；使溶液中Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，Cu2+离子不沉淀；
（3）配制实验所需480mL10mol/L浓HCl时用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶，
故答案为：胶头滴管、500mL容量瓶；
（4）CuCl2•xH2O晶体加热容易分解，且氯化铜易水解，应在HCl气流中低温烘干，
故答案为：D；
（5）氢氧化铜加热分解所得黑色固体的质量ng为CuO，根据Cu元素守恒：n（CuCl2•xH2O）=n（CuO）=$\frac{n}{80}$mol，则$\frac{n}{80}$mol×（135+18x）=mg，解得x=$\frac{80m-135n}{18n}$，
故答案为：$\frac{80m-135n}{18n}$；
（6）①a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4与Na2SO4，溶液中发生水解反应的离子是NH4+，
故答案为：NH4+；
②c点溶液呈中性，即溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分，b点时c（Na+）=c（SO42-），c点时c（Na+）＞c（SO42-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO42-）＞c（NH4+），溶液中离子浓度大小为：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）；
③d、e溶液都为碱性溶液，溶液中的氢氧根离子抑制了水的电离，则氢氧化钠溶液体积越大，水的电离沉淀越小，故d点水的电离程度大于e点水的电离，
故答案为：＞．

点评 本题考查化学工艺流程及实验制备，涉及对实验装置与操作及试剂的分析评价、物质分离提纯、化学平衡移动、化学计算等，要求学生具备扎实的基础与综合运用能力，难度很大．

练习册系列答案
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①在实验室中，如不慎将NaOH溶液沾到皮肤上时，应用大量水冲洗并涂上硼酸．硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式是H3BO3+OH-=BO2-+2 H2O．
②25℃时，将浓度为0.1mol/L硼酸溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是CD．
A．c（H+）      B．Ka（H3BO3）     C．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c[B（OH）_{4}]^{-}}$  D．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$
③25℃时，0.175mol/L硼酸溶液的pH=5．
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已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
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开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH在4.4～7.5范围内，使溶液中的Al3+离子沉淀．
（2）反应Ⅱ中加入NaNO2，反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O．
（3）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有5.6L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为1mol．
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，Fe（OH）2+可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合
离子，该水解反应的离子方程式为2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+．
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3-．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为D．
A．氯水       B．KSCN溶液        C．NaOH溶液        D．K3Fe（CN）6溶液．
3．从明矾[KAl（SO4）2•12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：

已知：明矾焙烧的化学方程式为：4[KAl（SO4）2•12H2O]+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为：1：2．
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有AC．
A．粉碎固体混合物　　B．降低温度      C．不断搅拌　D．缩短浸泡时间
（3）明矾焙烧完全后，从步骤②的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发结晶．
（4）步骤③电解的化学方程式是2Al2O3 $\frac{\underline{\;\;\;\;\;冰晶石\;\;\;\;\;}}{970℃电解}$4Al+3O2↑，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：阳极中碳被氧化成CO2（CO）．
（5）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，则该电池的正极电极反应式是NiO（OH）+H2O+e-═Ni（OH）2+OH-．
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO2 的转化率为96%，可生产质量分数为98%的H2SO4质量为$\frac{a×106g/t}{bg/mol}$×$\frac{9mol}{4mol}$×96%×$\frac{98g/mol}{98%×106g/t}$=$\begin{array}{l}\frac{9mol×98g/mol×96%×a}{4mol×bg/mol×98%}\end{array}$=$\frac{216a}{b}$吨（列出计算表达式）．
10．下列各表述与示意图一致的是（　　）
A．
如图表示向含Mg2+、Al3+、NH4+的盐溶液中滴加NaOH溶液时，沉淀的量与NaOH的体积关系图．则三种离子的物质的量之比为：n（Mg2+）：n（Al3+）：n（ NH4+）=2：1：2，其中使用的NaOH的浓度为2 mol•L-1
B．
如图中曲线表示某反应过程的能量变化，当物质A（g）与B（g）反应生成物质C（g）是，△H＞0，若使用正催化剂，E值会减小
C．
如图可用来表示向盐酸酸化的MgSO4溶液中加入Ba（OH）2溶液时，产生沉淀的物质的量（n）与加入Ba（OH）2溶液体积（V）之间的关系图
D．
如图表示向一定质量的明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液时，产生沉淀的质量（m）与加入Ba（OH）2溶液体积（V）之间的关系图
7．醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（　　）
①1mol•L-1的CH3COOH溶液中c（H+）=10-2mol•L-1　
②CH3COOH以任意比与H2O互溶　
③在相同条件下，CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱　
④10mL1mol•L-1的CH3COOH溶液恰好与10mL1mol•L-1的NaOH溶液完全反应　
⑤同浓度同体积的CH3COOH溶液和HCl溶液与Fe反应时，CH3COOH溶液中放出H2的速率慢　
⑥CH3COOH溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+同时存在
⑦0.1mol•L-1的CH3COONa溶液pH为8.2．
A．③⑤⑥⑦B．②③④⑤⑦C．①④⑤⑥⑦D．①③⑤⑥⑦
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D．过滤时，要用蒸馏水浸没沉淀2-3次，以除去可能附着在沉淀上的杂质

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