Question

5．氯化亚铜（CuCl）广泛用于有机合成、气体吸收、冶金、医药化工等行业．
（1）工业上氯化亚铜可由下列反应制备：
2CuSO₄+Na₂SO₃+2NaCl+Na₂CO₃→2CuCl↓+3Na₂SO₄+CO₂↑．制备过程中需要20%的CuSO₄溶液，配制100g 该CuSO₄溶液需要胆矾31.25g，需要水68.75g．
（2）实验室可用如下方法制备少量CuCl：取10mL 0.2mol/L CuCl₂溶液，加入0.128g铜屑和36.5%的浓盐酸（密度为1.2g/mL）3mL，在密闭容器中加热，充分反应后，得到无色溶液A；将溶液A全部倾入水中，可得到白色的氯化亚铜沉淀．已知溶液A中只含氢离子和两种阴离子（不考虑水的电离），其中，n（H⁺）=0.036mol、n（Cl^-）=0.032mol．请通过分析和计算，确定溶液A中另一阴离子的化学式和物质的量．
（3）由CO₂、O₂、CO、N₂组成的混合气体1.008L，测得其密度为1.429g/L，将该气体依次通过足量的30%KOH溶液、氯化亚铜氨溶液（可完全吸收O₂和CO）（假定每一步反应都能进行完全），使上述液体分别增加0.44g、0.44g（体积和密度均在标准状况下测定）．
①该混合气体的摩尔质量是32g/mol；混合气体中n（CO₂）：n（CO和N₂）=1：3．
列式计算：
②混合气体中CO的质量是多少？
③最后剩余气体的体积是多少？

Answer 1

分析 （1）20% 的CuSO₄溶液含硫酸铜20g，根据胆矾的质量分数计算；
（2）溶液A中只含氢离子，说明铜元素形成了络合离子；溶液呈电中性，遵循电荷守恒；
（3）①摩尔质量等于密度乘以气体摩尔体积；KOH溶液可吸收二氧化碳，氯化亚铜氨溶液可完全吸收O₂和CO；
②根据m=nM解题；
③剩余气体为氮气．

解答 解：（1）20% 的CuSO₄溶液含硫酸铜20g，胆矾的质量为$\frac{20g×250}{160}$=31.25g，水的质量为100g-31.25g=68.75g，故答案为：31.25；68.75；
（2）溶液A中只含氢离子，说明铜元素形成了络合离子，为[CuCl₂]^-，溶液呈电中性，遵循电荷守恒，n（H⁺）=n（Cl^-）+n[CuCl₂]^-，n[CuCl₂]^-=4×10^-3mol，故答案为：①[CuCl₂]^-或[Cu₂Cl₄]^2-；4×10^-3mol或2×10^-3mol（化学式须与物质的量匹配）；
（3）①摩尔质量等于密度乘以气体摩尔体积，1.429g/L×22.4L/mol=32g/mol，混合气体的质量为1.429g/L×1.008L=1.4404g，1.4404g-0.44-0.44=0.5604g，n（N₂）=$\frac{0.5604g}{28g/mol}$=0.02mol，
KOH溶液可吸收二氧化碳，n（CO₂）=$\frac{0.44g}{44g/mol}$=0.01mol，混合气体的物质的量为$\frac{1.008L}{22.4mol/L}$=0.045mol，n（O₂和CO）=0.045mol-0.01mol-0.02mol=0.015mol，
设CO的物质的量为x，氧气的物质的量为y．
x+y=0.015mol
28x+32y=0.44g
解得x=0.01mol，y=0.005mol
n（CO和N₂）=0.01mol+0.02mol=0.03mol
n（CO₂）：n（CO和N₂）=1：3，故答案为：32；1：3；
②m=nM=28g/mol×0.01mol=0.28g，答：质量为0.28g；
③剩余气体为氮气，体积是0.02mol×22.4L/mol，答：体积为0.448L．

点评 本题考查质量分数的计算、电荷守恒以及探究物质的组成或测量物质的含量，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，难度中等，注意相关基础知识的积累．