题目内容
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、用木材防腐剂的化工产品。某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体。![]()
(1)固体A用稀盐酸溶解而不用水溶解的原因是________。
(2)加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的____(填序号)。
| A.NaOH | B.NH3.H2O | C.CuO | D.Cu(OH)2E. CuSO4 |
(4)实验室采用如下图所示装置,可使粗铜与Cl2反应转化为固体A(部分加热仪器和夹持装置已略去)。
①该装置中仪器a的名称是____,其中发生反应的离子方程式是____________。
②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置,你认为是否必要?____________(填“是”或“否”)。
③该装置存在一定的安全隐患,消除该安全隐患的措施是_______________________。
(1)抑制Cu2+、Fe3+等离子发生水解反应 (2)c d (3)蒸发浓缩、冷却结晶
(4)① 圆底烧瓶 MnO2 + 4H++2Cl-
Mn2++ Cl2↑ + 2H2O
② 否 ③ 在装置C和D之间连接一个防倒吸装置
解析试题分析:(1)粗铜中含有Cu、Fe,与氯气反应时此时CuCl2、FeCl3,由于二者都是强酸弱碱盐,容易发生水解反应产生Cu(OH)2、Fe(OH)3。为了抑制Cu2+、Fe3+等离子发生水解反应通常用稀盐酸来溶解。
(2)加试剂X用于调节pH以除去杂质,,但不能引入新的杂质离子。根据题目给定的物质,可选用CuO、Cu(OH)2。选项为CD
(3)将除去Fe(OH)3沉淀的含有CuCl2滤液经一系列操作可得氯化铜晶体。CuCl2是强酸弱碱盐,水解产生Cu(OH)2和HCl。盐酸有挥发性,容易挥发逸出。得到的固体是Cu(OH)2。由于它的溶解度受温度的影响变化较大,所以可采用的操作的程序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥。(4)实验室制取Cl2是在蒸馏烧瓶中用浓盐酸与二氧化锰共热的方法制取的。反应的滤渣方程式为:MnO2 + 4H++2Cl-
Mn2++ Cl2↑ + 2H2O。②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置,你认为没有必要。因为Cu与HCl不会发生反应,只有Cl2发生反应。③由于Cl2容易与NaOH发生反应,导致导气管中的压强减小,这时烧杯中的溶液容易倒吸至加热装置,故该装置存在一定的安全隐患,消除该安全隐患的措施是在装置C和D之间连接一个防倒吸装置。
考点:考查气体的制备、混合物的分离、盐的水解等知识。
用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
H2SO4溶解A12O3的离子方程式是
将KMnO4 氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
MnO4-+□Fe2++□ =
Mn2++□Fe3+ +□
上式中氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH ks5u
| | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的: 。
己知:一定条件下,MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 。
②Ⅳ 中加入MnSO4的目的是 。
Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
| 实验步骤 | 实验操作 |
| Ⅰ | 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温 |
| Ⅱ | 取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解 |
| Ⅲ | 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红 |
由此甲同学得出结论:4FeCO3+O2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是____________(填序号)。
a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c.K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水;再_________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3。
(5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO3的质量分数,通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积为c mL,对应菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化计算。某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0 200 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质量a=__________g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)