题目内容

11．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．工业上用粗氧化铜（含Fe2O3、FeO、Cu2O以及少量不溶性杂质）为原料制取氯化铜晶体（CuCl2•2H2O）的生产流程如图1：

已知：Cu2O在酸性环境中可以生成Cu2+和Cu
回答下列问题：．
（1）已知“浸渣”中不含铜单质，写出Cu2O在“盐酸浸出”中发生反应的化学方程式：Fe2O3+Cu2O+8HCl=2CuCl2+2FeCl2+4H2O
（2）“盐酸浸出”中，铜的浸出率与浸出时间的关系如图2所示．由图可得出如下变化规律：
①随着浸出时间（0-2h）的增加，Cu的浸出率相应的增加
②浸出时间超过2h后，Cu的浸出率变化不明显．
（3）“净化除杂”需先加入ClO2，其作用是（用离子方程式表示）5Fe2++ClO2+4H+=5Fe3++Cl-+2H2O．然后再调节溶液的pH约为4，可选用的试剂是（填选项字母）BC．
A．CuSO4     B．CuO    C．Cu2（OH）2CO3 D．NH3．H2O
（4）“操作I”包含多步实验基本操作，依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和风干等．工业上常采用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是防止CuCl2•xH2O溶解，且乙醇易挥发．
（5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x值，称取ag晶体，加入足量10%的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤后，用酒精灯加热至质量不再减轻为止，冷却、称量所得固体质量为bg．计算得x=$\frac{80a-135b}{18b}$（用含a、b的代数式表示）．

分析 粗氧化铜（含Fe2O3、FeO、Cu2O以及少量不溶性杂质）中加入稀盐酸，已知“浸渣”中不含铜单质，说明CuO、Fe2O3、FeO、Cu2O和稀盐酸反应后的溶液中含有CuCl2、FeCl2，Cu2O和稀盐酸生成的Cu被铁离子还原生成铜离子，“净化除杂”需先加入ClO2，二氧化氯具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，然后再调节溶液的pH约为4，调节溶液pH值时要消耗氢离子且不能引进新的杂质，然后过滤得到滤渣氢氧化铁，滤液中含有氯化铜，从滤液中通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuCl2•xH2O，
（1）Cu2O在“盐酸浸出”中和稀盐酸、氧化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁和水；
（2）根据反应时间与浸出率及曲线变化趋势分析判断；
（3）二氧化氯具有强氧化性，能氧化还原性离子；调节溶液pH值时加入的物质能和氢离子反应且不能引进新的杂质；
（4）从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法；CuCl2•xH2O能溶于水不溶于乙醇，且乙醇易挥发；
（5）最终得到的固体是CuO，根据Cu原子守恒得关系式CuCl2•xH2O----CuO，根据关系式计算x值．

解答 解：粗氧化铜（含Fe2O3、FeO、Cu2O以及少量不溶性杂质）中加入稀盐酸，已知“浸渣”中不含铜单质，说明CuO、Fe2O3、FeO、Cu2O和稀盐酸反应后的溶液中含有CuCl2、FeCl2，Cu2O和稀盐酸生成的Cu被铁离子还原生成铜离子，“净化除杂”需先加入ClO2，二氧化氯具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，然后再调节溶液的pH约为4，调节溶液pH值时要消耗氢离子且不能引进新的杂质，然后过滤得到滤渣氢氧化铁，滤液中含有氯化铜，从滤液中通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuCl2•xH2O，
（1）Cu2O在“盐酸浸出”中和稀盐酸、氧化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁和水，反应方程式为Fe2O3+Cu2O+8HCl=2CuCl2+2FeCl2+4H2O，
故答案为：Fe2O3+Cu2O+8HCl=2CuCl2+2FeCl2+4H2O；
（2）根据图象知，随着浸出时间（0-2h）的增加，Cu的浸出率相应的增加；浸出时间超过2h后，Cu的浸出率变化不明显，
故答案为：随着浸出时间（0-2h）的增加，Cu的浸出率相应的增加；浸出时间超过2h后，Cu的浸出率变化不明显；
（3）二氧化氯具有强氧化性，能氧化还原性离子亚铁离子，离子方程式为5Fe2++ClO2+4H+=5Fe3++Cl-+2H2O；调节溶液pH值时加入的物质能和氢离子反应且不能引进新的杂质，AD都引进杂质，只有BC能和氢离子反应且不引进杂质，
故答案为：5Fe2++ClO2+4H+=5Fe3++Cl-+2H2O；BC；
（4）从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法；CuCl2•xH2O能溶于水不溶于乙醇，且乙醇易挥发，所以用乙醇洗涤不用水洗涤，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；防止CuCl2•xH2O溶解，且乙醇易挥发；
（5）最终得到的固体是CuO，根据Cu原子守恒得关系式CuCl2•xH2O----CuO，
CuCl2•xH2O----CuO
135+18x           80
ag                   bg
（135+18x）：80=ag：bg
x=$\frac{80a-135b}{18b}$，
故答案为：$\frac{80a-135b}{18b}$．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及方程式的计算、氧化还原反应、除杂、分离提纯等知识点，明确流程图中发生的反应及物质性质是解本题关键，注意：除杂时不能引进新的杂质，侧重考查学生分析判断及计算能力，题目难度不大．

练习册系列答案
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16．将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是（　　）
A．SO2、H2SB．NH3、CO2C．Cl2、CO2D．SO2、Cl2
17．化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5．回答下列问题．
（1）已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃．室温时AX3与气体X2反应生成lmol AX5，放出热量123.8kJ．该反应的热化学方程式为AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=-123.8kJ•mol-1．
（2）反应AX3（g）+X2（g）?AX5（g）在容积为10L的密闭容器中进行．起始时AX3和X2均为0.2mol．反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示．
①下列不能说明反应达到平衡状态的是B．
A．混合气体的平均相对分子质量保持不变
B．混合气体密度保持不变
C．体系中X2的体积分数保持不变
D．每消耗1molAX3同时消耗1molAX5
②计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）=0.00017mol/（L•min）（保留2位有效数字）．
③图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）由大到小的次序为b＞c＞a （填实验序号）；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b加入催化剂、c升温．该反应在实验a和实验c中的化学平衡常数的大小关系是Ka＞Kc（填“＞、＜或=”），其中Kc=55.6L/mol（保留小数点后1位）．
14．利用如图装置制取ClO2，并以ClO2为原料制备亚氯酸钠（NaClO2是一种高效氧化剂、漂白剂）．已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．

完成下列填空：
（1）装置②中产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O；装置④中发生反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+2H2O+O2↑．
（2）装置③的作用是防止倒吸；装置①和⑤在本实验中的作用吸收反应产生的气体，防止其污染空气．
（3）装置④反应后的溶液中还含有少量NaOH杂质，从该溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤为：①减压，55℃左右蒸发结晶；②趁热过滤；③用50℃左右的温水洗涤；④低于60℃干燥，得到成品．步骤③中用50℃左右的温水洗涤的原因是防止生成NaClO2•3H2O晶体和温度过高产品分解．
（4）亚氯酸钠纯度测定：①准确称取所得亚氯酸钠样品10.0g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应．将所得混合液配成250mL待测溶液．②取25.00mL待测液，用2.0 mol•L-1Na2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为当滴入一滴标准液，锥形瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色．重复滴定3次，测得数据如表所示，则该样品中NaClO2的质量分数为90.5%．
实验序号滴定前读数/mL滴定后读数/mL
10.0019.96
23.2623.30
31.1023.40
（5）实验过程中若NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl．取等质量NaClO2，其中一份加热高于60℃使之变质，另一份严格保存，均配成溶液，并分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量相同 （填“相同”“不相同”或“无法判断”）．
6．某溶液中含有Ba2+和Sr2+，它们的浓度均为0.010mol•L-1，向其中滴加Na2CrO4溶液，请通过计算说明下列问题，已知Ksp[BaCrO4]=1.2×10-10；Ksp[SrCrO4]=2.2×10-5，）
（1）当溶液中Ba2+开始沉淀，溶液中CrO42-的浓度为多少？
（2）当溶液中Ba2+沉淀完全时，Sr2+是否开始沉淀？
16．某一反应物在一定条件下的平衡转化率为32.8%，当使用了催化剂时，其转化率为（　　）
A．大于32.8%B．小于32.8%C．等于32.8%D．约等于32.8%
3．硫酸是基础化工的重要产品，硫酸的消费量可作为衡量一个国家工业发展水平的标志．
生产硫酸的主要反应为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
（1）一定温度压强下，SO3的体积分数[ϕ（SO3）]和y与SO2、O2的物质的量之比[$\frac{n（S{O}_{2}）}{n（{O}_{2}）}$]的关系如图1、图2：

则b点n（SO2）/n（O2）=2：1；y表示的物理量可以是ACD．
A．SO2的转化率   B．O2的转化率C．SO3的平衡产率D．O2的体积分数
（2）Kp是以各气体平衡分压（各气体的分压=总压×各气体的体积分数）代替浓度平衡常数Kc中各气体的浓度的平衡常数．在400～650℃时，Kp与温度（T/K）的关系为lgKp=$\frac{4905.5}{T}$-4.6455，则在此条件下SO2转化为SO3反应的△H＜0（填“＞0”或“＜0”）．
（3）该反应的催化剂为V2O5，其催化活性与温度的关系如图3，其催化反应过程为：
①SO2+V2O5?SO3+V2O4 K1         
②$\frac{1}{2}$O2+V2O4?V2O5     K2
则在相同温度下2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的平衡常数K=（K1×K2）2（以含K1、K2的代数式表示）．
（4）在7.0% SO2、11% O2、82% N2时，SO2平衡转化率与温度、压强的关系如图4：则460℃、1.0atm下，SO2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?SO3（g）的Kp=116.5atm1/2．
（5）综合第（3）、（4）题图给信息，工业生产中通常采用压强和温度范围为a．
a．高压400～500℃b．常压400～500℃c．高压500～600℃d．常压500～600．
20．一定温度下，将1mol A和1mol B气体充入2L密闭容器，发生反应A（g）+B（g）?xC（g）+D（s），t1时达到平衡．在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示．下列说法正确是（　　）
A．该反应方程式中的x=l
B．0～t1时，用A表示的反应速率υ（A）=0.50mol/（L•min）
C．t2和t3时，改变的条件分别是加入催化剂和移去少量物质D
D．t1～t3间，该反应的平衡常数均为4
1．某温度下，对可逆反应：2X（g）+Y（g）?Z（g）+W（s）△H＞0的下列叙述不正确的是（　　）
A．容器体积不变，充入与反应体系不反应的N2，反应速率不变；压强不变，充入N2，反应速率减小
B．升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率也一定增大
C．恒温恒容下，若X、Y起始物质的量之比为2：1，则X、Y的转化率始终相等
D．恒温恒压下，该反应达到平衡后若只增加Z的量，重新达到平衡，各物质的物质的量之比可能不变

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