摘要:8.Cu2+水解:与Fe3+结合考查实验除杂,CuCl2溶液的蒸干.和含有结晶水时除去结晶水.分别对应的操作是加入盐酸.和在HCl气氛中加热.点评:近几年的高考题中.有关对铜及其化合物的考查有“升温 的表现.它的命题有如下特点:一是紧密联系生活实际,二是与铁等其他金属一同出现在实验题中.硅及其化合物(一).硅
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(2013?黄山一模)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.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2?2H2O).

(1)实验室采用如图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去).

①仪器A的名称是
②装置B中发生反应的离子方程式是
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是
④装置Ⅳ中盛装的试剂是
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2?2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色.小组同学欲探究其原因.
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)+4H2O(l)
蓝色 黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=
.
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a.
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2?2H2O的过程中要加入盐酸的目的是
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(1)实验室采用如图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去).
①仪器A的名称是
分液漏斗
分液漏斗
.②装置B中发生反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
| ||
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
.
| ||
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐.
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐.
④装置Ⅳ中盛装的试剂是
NaOH溶液
NaOH溶液
,其作用是吸收多余的氯气
吸收多余的氯气
.(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2?2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色.小组同学欲探究其原因.
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)+4H2O(l)
蓝色 黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=
| c(CuCl 42- ) |
| c[Cu(H2O) 42+ ]?c4(Cl-) |
| c(CuCl 42- ) |
| c[Cu(H2O) 42+ ]?c4(Cl-) |
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a.
加水稀释
加水稀释
b.加硝酸银溶液
加硝酸银溶液
.(3)由CuCl2溶液得到CuCl2?2H2O的过程中要加入盐酸的目的是
防止Cu2+水解
防止Cu2+水解
.操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸.
Ⅱ.当…时,关闭弹簧夹K1、打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a.
Ⅲ.将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体.请回答:
(1)A中发生的置换反应的化学方程式是
Fe+2HCl=FeCl2+H2
Fe+2HCl=FeCl2+H2
.(2)操作Ⅱ中“…”的内容是
当A中固体完全消失
当A中固体完全消失
,烧杯中的现象是无色溶液逐渐变黄
无色溶液逐渐变黄
,相应的离子方程式和化学方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
、2H2O2
2H2O+O2↑
| ||
2H2O2
2H2O+O2↑
.
| ||
(3)操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl3?6H2O晶体的原因是
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加热会促进FeCl3水解,产生Fe(OH)3
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加热会促进FeCl3水解,产生Fe(OH)3
(用简要文字并结合离子方程式解释).(4)测得B中所得的气体是V mL(标准状况时),由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是
| V |
| 400m |
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe,使与盐酸反应的Fe相应减少
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe,使与盐酸反应的Fe相应减少
.(5)为了准确测定铁的质量分数,还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重,测得实验后剩余固体质量是wg.由此求出铁的准确质量分数是
m-
| ||
| m |
m-
| ||
| m |
五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大.A、B、C三种元素原子核外电子层数之和是5.A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数;B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,A和C可以形成化合物CA3;B与D的原子序数之比为3:4;E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1.请回答:
(1)由A、B两种元素组成的分子有多种,其中一种分子含10个电子,写出其电子式
.
(2)化合物甲由A、B、C、D四种元素组成,既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应,且甲为无机盐,其化学式为
(3)由A、C、E三种元素组成的化合物C2A6E2是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似.写出该化合物第一步水解的离子反应方程式
(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途,而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子,其制备过程可简单表示如下:
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中,生成两种碱,写出该反应过程中的总离子方程式
②上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4,该反应的化学方程式为
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(1)由A、B两种元素组成的分子有多种,其中一种分子含10个电子,写出其电子式
(2)化合物甲由A、B、C、D四种元素组成,既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应,且甲为无机盐,其化学式为
NH4HCO3或(NH4)2CO3
NH4HCO3或(NH4)2CO3
.(3)由A、C、E三种元素组成的化合物C2A6E2是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似.写出该化合物第一步水解的离子反应方程式
N2H62++H2O?[N2H5?H2O]++H+
N2H62++H2O?[N2H5?H2O]++H+
.(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途,而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子,其制备过程可简单表示如下:
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中,生成两种碱,写出该反应过程中的总离子方程式
Fe2++2Fe3++8NH3+8H2O═Fe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8NH4+
Fe2++2Fe3++8NH3+8H2O═Fe(OH)2↓+2Fe(OH)3↓+8NH4+
.②上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4,该反应的化学方程式为
Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O
Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O
.硝酸工业的基础是氨的催化氧化,在催化剂作用下发生如下反应:
①4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ/mol ①主反应
②4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H=-1268kJ/mol ②副反应
有关物质产率与温度的关系如甲图.

(1)由反应①②可知反应③N2(g)+O2(g)?2NO(g)的反应热△H=
(2)由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在
(3)用Fe3O4制备Fe(NO3)3溶液时,需加过量的稀硝酸,原因一:将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+,原因二:
(4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,则反应的离子方程式为
(5)依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池(如乙图所示),则图中A为
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①4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ/mol ①主反应
②4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H=-1268kJ/mol ②副反应
有关物质产率与温度的关系如甲图.
(1)由反应①②可知反应③N2(g)+O2(g)?2NO(g)的反应热△H=
+181.5kJ/mol
+181.5kJ/mol
(2)由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在
780~840℃
780~840℃
(3)用Fe3O4制备Fe(NO3)3溶液时,需加过量的稀硝酸,原因一:将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+,原因二:
溶液中铁离子水解Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,过量的硝酸抑制Fe3+的水解
溶液中铁离子水解Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,过量的硝酸抑制Fe3+的水解
(用文字和离子方程式说明).(4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,则反应的离子方程式为
2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O
2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O
.(5)依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池(如乙图所示),则图中A为
负极
负极
(填“正极”或“负极”),电极方程式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
.金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系.请回答下列问题:

(1)一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g),△H=QkJ?mol-1
①该反应的平衡常数表达式K= ;
②该温度时,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,5min后,生成了单质铁11.2g,则这段时间内CO的反应速率为 ;
③达平衡后,若温度升高
的值增大,则Q 0(填“>”、“=”、“<”).
(2)工业常根据金属氢氧化物在酸中溶解度不同,通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的.如图1是难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解情况(s/mol?L-1).若要除去CuCl2溶液的少量Fe3+,应控制溶液的pH为 (填序号).
A.小于1 B.4左右 C.大于6 D.大于9
(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,若向工业废水中加入过量的FeS,当FeS、CuS、PbS和HgS共存时,溶液中c(Fe2+):c(Pb2+):c(Hg2+)= : : .已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2?L-2,Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2,Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2
(4)依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)═Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图2所示的原电池,则关于该电池装置的说法中不正确的是 (填序号).
A.电极X的材料是Fe
B.电解质溶液Y是AgNO3溶液
C.原电池工作时,盐桥中的阴离子不断移向左池的氯化钠溶液中
D.原电池工作时,x电极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-.
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(1)一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g),△H=QkJ?mol-1
①该反应的平衡常数表达式K=
②该温度时,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,5min后,生成了单质铁11.2g,则这段时间内CO的反应速率为
③达平衡后,若温度升高
| [CO] | [CO2] |
(2)工业常根据金属氢氧化物在酸中溶解度不同,通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的.如图1是难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解情况(s/mol?L-1).若要除去CuCl2溶液的少量Fe3+,应控制溶液的pH为
A.小于1 B.4左右 C.大于6 D.大于9
(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,若向工业废水中加入过量的FeS,当FeS、CuS、PbS和HgS共存时,溶液中c(Fe2+):c(Pb2+):c(Hg2+)=
(4)依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)═Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图2所示的原电池,则关于该电池装置的说法中不正确的是
A.电极X的材料是Fe
B.电解质溶液Y是AgNO3溶液
C.原电池工作时,盐桥中的阴离子不断移向左池的氯化钠溶液中
D.原电池工作时,x电极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-.