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.NaOHB.NH3.H2OC.CuOD.Cu(OH)2E. CuSO4
(3)滤液B经一系列操作可得氯化铜晶体,操作的程序依次为_________ 、_________、 过滤、自然干燥。
(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。

练习册系列答案
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工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是                                                            。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+,若要确认其中的Fe2+,应选用      (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水                   b.NaOH溶液
c.浓氨水                            d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为           。
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。

(3)装置B中试剂的作用是                                             。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是                                         (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于            (选填序号)。
a.A之前          b.A-B间          c.B-C间        d.C-D间
(6)如果气体Y中含有,预计实验现象应是                                  。

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+O22Fe2O3+4CO2
(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)

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