题目内容

【题目】氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料、防腐等工业,它不溶于H2SO4、HNO3和醇,微溶于水,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4-nCln],随着环境酸度的改变n随之改变。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:

(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

(2)还原过程中发生的主要反应的离子方程式:__________,若将(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl,写出离子方程式___________。

(3)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却密封包装。真空干燥、密封包装的原因是:______________________________。

(4)随着PH值减小[Cu2(OH)4-nCln]中Cu% ________。(填字母)

A. 增大 B.不变 C. 不能确定 D. 减小

(5)如图是各反应物在最佳配比条件下,反应温度对CuCl产率影响。由图可知,溶液温度控制在60℃时,CuCl产率能达到94%,当温度高于65℃ 时,CuCl产率会下降,从生成物的角度分析,其原因可能是_____。

(6)以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl,写出电解时阴极上发生的电极反应式:______。

【答案】漏斗 2Cu2++SO32-+2Cl-+ H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ Cu2++ 2Cl-+ Fe=2CuCl↓+Fe2+ 防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化 D 温度过高,促进了CuCl的水解(或温度过高,促进了CuCl与空气中氧气反应) Cu2++e-+Cl-=CuCl↓

【解析】

酸性条件下硝酸根离子具有氧化性,可氧化海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸铜,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl,发生2Cu2++SO32-+2Cl-+ H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+,经硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗涤,烘干得到氯化亚铜。

(1)过滤时用到的仪器漏斗、烧杯、玻璃棒;

(2)还原过程中硫酸铜与亚硫酸铵、氯化铵和水反应生成氯化亚铜沉淀和硫酸铵、硫酸,离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+ H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+;若换为Fe时,铜离子与铁、氯离子反应生成亚铁离子和氯化亚铜,离子方程式为Cu2++ 2Cl-+ Fe=2CuCl↓+Fe2+;

(3)氯化亚铜在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜,真空干燥、密封包装可防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化;

(4)随着pH值减小,溶液中c(H+)增大,则[Cu2(OH)4-nCln]中OH-的量逐渐减小,则Cl-的量增大,摩尔质量增大,则Cu的百分含量减小,答案为D;

(5)温度过高时,CuCl与空气中的氧气反应,或促进了CuCl的水解,导致CuCl产率下降;

(6)电解时阴极得电子,则铜离子得电子,与氯离子反应生成氯化亚铜沉淀,电极反应式为Cu2++e-+Cl-=CuCl↓。

练习册系列答案
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I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。

(1)已知: C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1 = 393.5kJ·mol1

2C(s)+O2(g) = 2CO(g) △H2 = 221.0 kJ·mol1

N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H 3 =+180.5 kJ·mol1

CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_________________________。

(2)研究CO和NO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NO和CO浓度如下表:

时间(s)

0

1

2

3

4

5

c(NO)/(______)4mol·L1)

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

c(CO)/(______)3mol·L1)

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) =______mol·L1·s1。

② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是______。判断L1、L2的大小关系,并简述理由:______________________________。

(3)实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数______(填“>”、“<”或 “=”)k逆增大的倍数。

②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆 =___________。(保留一位小数)

II. 有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1,用活性炭对NO进行吸附。现在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应,经相同时间测得NO的转化率随温度的变化如图B所示。由图可知最高转化率对应温度为450℃。低于450℃时,NO的转化率是不是对应温度下的平衡转化率及判断理由是________________________;

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