题目内容

6.某校兴趣小组对SO2与新制Cu(OH)2悬浊液的反应进行探究,实验如表:
装置序号试管中的药品现象

持续通入

实验Ⅰ
1.5mL 1mol?L-1 CuSO4溶液和3.5mL 1mol?L-1 NaOH溶液混合开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色

实验Ⅱ
1.5mL 1mol?L-1 CuCl2溶液和3.5mL 1mol?L-1 NaOH溶液混合开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
(1)制取新制Cu(OH)2悬浊液的离子方程式为Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓.
(2)甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)2悬浊液,过滤,用蒸馏水洗涤干净.向洗净后的Cu(OH)2中加入5mL蒸馏水,再持续通入SO2气体,现象与实验I相同,此步实验证明:黄色沉淀消失生成大量白色沉淀(或实验II与实验I的现象差异)与Cl-有关(或与SO42-无关).检验Cu(OH)2洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液,不出现白色沉淀,证明Cu(OH)2洗涤干净.
(3)同学们对白色沉淀的成分继续进行探究.查阅资料如下:CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸.它与氨水反应生成Cu(NH32+,在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH342+溶液.
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为:CuCl+2NH3•H2O=Cu(NH32++Cl-+2H2O、4Cu(NH32++8NH3•H2O+O2═4Cu(NH342++4OH-+6H2O.
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl,实验方案如图:
填写如表空格:
试剂1试剂2蒸馏水
现象1现象2
③写出实验II中由Cu(OH)2生成白色沉淀的离子方程式:2Cu(OH)2+2Cl-+SO2═2CuCl↓+SO42-+2H2O.
(4)丙同学通过实验证明实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu2O.完成合理的实验方案:取少量Cu2O固体于试管中,加5mL蒸馏水,向其中持续通入SO2,一段时间后,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色(或现象与实验I相同),则说明砖红色沉淀是Cu2O.

分析 (1)实验室通常用氢氧化钠和硫酸铜制取新制Cu(OH)2悬浊液,根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式;
(2)比较实验Ⅰ和Ⅱ可知,两个实验制取Cu(OH)2悬浊液所以用铜盐不同,产生的现象不同也应由此产生,Cu(OH)2固体表面有氯离子等杂质,可以通过洗涤滤液中是否有氯离子判断洗涤是否干净;
(3)①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水,得到蓝色溶液,蓝色溶液中应有铜离子,所以这一过程中有亚铜离子被氧化的反应;
②CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸,根据这上性质可以证明该白色沉淀是否为CuCl;
③实验II中由Cu(OH)2与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铜和硫酸盐;
(4)根据实验Ⅰ中的现象可知,氧化亚铜能与二氧化硫继续反应生成绿色溶液,据此说明砖红色沉淀是Cu2O;

解答 解:(1)实验室通常用氢氧化钠和硫酸铜制取新制Cu(OH)2悬浊液,反应的离子方程式为Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,
故答案为:Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓;
(2)比较实验Ⅰ和Ⅱ可知,两个实验制取Cu(OH)2悬浊液所以用铜盐不同,产生的现象不同也应由此产生,Cu(OH)2固体表面有氯离子等杂质,可以通过洗涤滤液中是否有氯离子判断洗涤是否干净,具体操作为取最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液,不出现白色沉淀,证明Cu(OH)2洗涤干净,
故答案为:黄色沉淀消失,生成大量白色沉淀(或实验II与实验I的现象差异)与Cl-有关(或与SO42-无关);取最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液,不出现白色沉淀,证明Cu(OH)2洗涤干净;
(3)①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水,得到蓝色溶液,蓝色溶液中应有铜离子,所以这一过程中有亚铜离子被氧化的反应,所以存的离子反应还有4Cu(NH32++8NH3•H2O+O2═4Cu(NH342++4OH-+6H2O,
故答案为:4Cu(NH32++8NH3•H2O+O2═4Cu(NH342++4OH-+6H2O;
②CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸,根据这上性质可以证明该白色沉淀是否为CuCl,所以实验为

试剂1浓盐酸试剂2蒸馏水
现象1白色沉淀溶解现象2出现白色沉淀

故答案为:
试剂1浓盐酸
现象1白色沉淀溶解现象2出现白色沉淀

③实验II中由Cu(OH)2与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铜和硫酸盐,反应的离子方程式为2Cu(OH)2+2Cl-+SO2═2CuCl↓+SO42-+2H2O,
故答案为:2Cu(OH)2+2Cl-+SO2═2CuCl↓+SO42-+2H2O;
(4)根据实验Ⅰ中的现象可知,氧化亚铜能与二氧化硫继续反应生成绿色溶液,据此说明砖红色沉淀是Cu2O,其操作为加5 mL蒸馏水,向其中持续通入SO2,一段时间后,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色(或现象与实验I相同),
故答案为:加5 mL蒸馏水,向其中持续通入SO2,一段时间后,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色(或现象与实验I相同).

点评 本题考查化学实验方案的评价,涉及物质的性质探究、离子检验等,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,为高考常见题型,注意把握物质的性质以及实验的严密性和可行性的评价,难度中等.

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2.高氯酸铜[Cu(ClO42•6H2O]易溶于水,120℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等.可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O═2Cu(ClO42•6H2O+CO2↑.HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130℃易爆炸.下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1mol•L-1):

金属离子开始沉淀沉淀完全
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Cu2+4.76.7
(1)将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液.静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀.
①把反应物研细的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大.
②检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是HNO3和AgNO3溶液.
(2)向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO42溶液同时会产生大量的白雾.
①大量的白雾的成分是HClO4(填化学式).
②适度加热但温度不能过高的原因是防止HClO4、Cu(ClO42分解.
(3)25℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为2.64×10-6mol•L-1.(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39
(4)某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体.请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;②加入适量双氧水溶液并充分混合,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7,过滤;③将滤液将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥,得到CuCl2•2H2O晶体;④将将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止,得到无水氯化铜固体.

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