【題目】過渡金屬的單質(zhì)及化合物很多有催化性能,氯化銅、氯化亞銅經(jīng)常用作有機(jī)合成催化劑。實(shí)驗(yàn)室中用氯氣與粗銅(雜質(zhì)只有Fe)反應(yīng),制備銅的氯化物的流程如下。
查閱資料:
氯化亞銅:白色微溶于水,在干燥空氣中穩(wěn)定,受潮則易變藍(lán)到棕色,在熱水中迅速水解生成氧化銅水合物而呈紅色。
氯化銅:從水溶液中結(jié)晶時,在26~42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到無水物。
(1)現(xiàn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(yīng)(鐵架臺、鐵夾省略)。
①按氣流方向連接各儀器接口順序是:a→_____、_____→h、i→_____、_____→_____。
②本套裝置有兩個儀器需要加熱,加熱的順序?yàn)橄?/span>_____后_____。
(2)分析流程:
①固體甲需要加稀鹽酸溶解,其理由是_____;
②溶液甲可加試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì),X可選用下列試劑中的(填序號)_____。
a Cu(OH)2 b NH3·H2O c CuO d CuSO4
查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù),常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時就認(rèn)為沉淀完全,設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為________,Fe3+完全沉淀時溶液的pH為________。(提示:lg2=0.3)
③完成溶液乙到純凈CuCl2·2H2O晶體的系列操作步驟為:加少量鹽酸、蒸發(fā)濃縮、________、_______、洗滌、干燥。
(3)向溶液乙中加入適當(dāng)?shù)倪原劑(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微熱得到CuCl沉淀,寫出向乙溶液加入N2H4(氧化產(chǎn)物為無毒氣體)的離子方程式:____________。
【答案】d e f g b A D 抑制氯化銅、氯化鐵水解 ac 4 3.3(或3+lg2) 冷卻到26~42℃結(jié)晶 過濾 4Cu2+ + 4Cl- + N2H44CuCl↓ + N2↑+ 4H+
【解析】
⑴①A裝置制取氯氣,B除掉尾氣,C除掉氯氣中HCl雜質(zhì),D氯氣與銅反應(yīng),E除掉氯氣中水;②先反應(yīng)生成氯氣,不能先加熱D,先加熱會使銅與氧氣反應(yīng)。
⑵①固體甲是氯化銅和氯化鐵的混合物,因此加稀鹽酸溶解,溶解抑制氯化銅、氯化鐵水解;②溶液甲可加試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去氯化鐵雜質(zhì),應(yīng)選擇要保留的銅離子對應(yīng)的難溶的物質(zhì);設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,先算氫氧根濃度,再酸氫離子濃度和pH,Fe3+完全沉淀時先根據(jù)溶度積算氫氧根濃度,再酸氫離子和pH;③根據(jù)題中意思要得到純凈CuCl2·2H2O晶體要冷卻到26~42℃結(jié)晶。
⑶向溶液乙中加入適當(dāng)?shù)倪原劑N2H4,并微熱得到CuCl沉淀和氮?dú)狻?/span>
⑴①A裝置制取氯氣,B除掉尾氣,C除掉氯氣中HCl雜質(zhì),D氯氣與銅反應(yīng),E除掉氯氣中水,因此按氣流方向連接各儀器接口順序是:a→d、e→h、i→f、g→b,故答案為:d;e;f;g;b。
②先反應(yīng)生成氯氣,不能先加熱D,先加熱會使銅與氧氣反應(yīng),因此加熱的順序?yàn)橄?/span>A后D,故答案為:A;D。
⑵①固體甲是氯化銅和氯化鐵的混合物,因此加稀鹽酸溶解,溶解抑制氯化銅、氯化鐵水解,故答案為:抑制氯化銅、氯化鐵水解。
②溶液甲可加試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去氯化鐵雜質(zhì),應(yīng)選擇要保留的銅離子對應(yīng)的難溶的物質(zhì)即氫氧化銅、氧化銅、堿式碳酸銅、碳酸銅等,故答案為:ac。
設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,,,,因此Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為10,Fe3+完全沉淀,,,因此Fe3+完全沉淀時溶液的pH=lg5×10-4 = 4-lg5 = 3.3,故答案為:3.3。
③完成溶液乙到純凈CuCl2·2H2O晶體的系列操作步驟為:加少量鹽酸、蒸發(fā)濃縮、冷卻到26~42℃結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,故答案為:冷卻到26~42℃結(jié)晶;過濾。
⑶向溶液乙中加入適當(dāng)?shù)倪原劑N2H4,并微熱得到CuCl沉淀和氮?dú),因此向乙溶液加?/span>N2H4的離子方程式:4Cu2+ + 4Cl- + N2H44CuCl↓ + N2↑+ 4H+,故答案為:4Cu2+ + 4Cl- + N2H44CuCl↓ + N2↑+ 4H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為探究某礦物X(僅含三種元素)的組成與性質(zhì),設(shè)計(jì)并完成了如圖實(shí)驗(yàn):
請回答:
(1)X的化學(xué)式為_____。
(2)X與空氣中O2反應(yīng)生成A和B的化學(xué)方程式為_____。
(3)寫出氣體A與溶液D反應(yīng)的離子方程式:_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組對人教版教材實(shí)驗(yàn)“在200mL燒杯中放入20g蔗糖(C12H22O11),加入適量水,攪拌均勻,然后再加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸,迅速攪拌”進(jìn)行如下探究;
(1)觀察現(xiàn)象:蔗糖先變黃,再逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀黑色物質(zhì),同時聞到刺激性氣味,按壓此黑色物質(zhì)時,感覺較硬,放在水中呈漂浮狀態(tài),同學(xué)們由上述現(xiàn)象推測出下列結(jié)論:
①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性 ②濃硫酸具有吸水性 ③濃硫酸具有脫水性④濃硫酸具有酸性 ⑤黑色物質(zhì)具有強(qiáng)吸附性
其中依據(jù)不充分的是_________(填序號);
(2)為了驗(yàn)證蔗糖與濃硫酸反應(yīng)生成的氣態(tài)產(chǎn)物,同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下裝置:
試回答下列問題:
①圖1的A中最好選用下列裝置_________(填編號);
②圖1的 B裝置所裝試劑是_________;D裝置中試劑的作用是_________;E裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是_________;
③圖1的A裝置中使蔗糖先變黑的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________,后體積膨脹的化學(xué)方程式為:_________;
④某學(xué)生按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時,發(fā)現(xiàn)D瓶品紅不褪色,E裝置中有氣體逸出,F(xiàn)裝置中酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺,推測F裝置中酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺的原因_________,其反應(yīng)的離子方程式是_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎授予鋰離子電池的發(fā)明者,LiFePO4是鋰離子電池的正極材料。用含鋰廢渣(主要金屬元素的含量:Li 8.50%、Ni 6.55%、Mg 13.24%)制備Li2C2O4,并用其制備LiFePO4部分工藝流程如圖(該流程可能造成水體砷污染):
已知:濾液1、濾液2中部分離子的濃度(g·L-1):
Li+ | Ni2+ | Mg2+ | |
濾液1 | 22.72 | 20.68 | 60.18 |
濾液2 | 21.94 | 7.7×10-3 | 0.78×10-3 |
I.制備Li2C2O4
(1)濾渣2的主要成分有__(填化學(xué)式)。
(2)Na2C2O4溶液中各離子的濃度由大到小順序?yàn)?/span>__。
(3)寫出加入Na2C2O4溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:__。
Ⅱ.制備LiFePO4
(4)將電池極Li2C2O4和FePO4置于高溫下反應(yīng)生成LiFePO4和一種溫室氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。
(5)LiFePO4需要在高溫下成型后才能作為電極,高溫成型時要加入少量石墨,則石墨的作用是__(任寫一點(diǎn))。
(6)我國科學(xué)家研究零價鐵活化過硫酸鈉(Na2S2O8)去除廢水中的As(Ⅴ),其機(jī)制模型如圖,其中零價鐵與過硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式是__。在該模型中得到的鐵砷共沉淀物經(jīng)灼燒(無元素化合價變化)后得到一種磁性化合物,化學(xué)式為Fe7As2O14,該物質(zhì)中二價鐵與三價鐵的個數(shù)比為__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,向NaHCO3溶液中滴入鹽酸,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.25℃時,H2CO3的一級電離K(H2CO3)=1.0×10-6.4
B.圖中a=2.6
C.25℃時,HCO3-+H2OH2CO3+OH-的Kh=1.0×10-7.6
D.M點(diǎn)溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(Cl-)+2c(CO32-)+c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,和的電離常數(shù)分別為和。將和體積均相同的兩種酸溶液分別稀釋,其隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 曲線Ⅰ代表溶液
B. 溶液中水的電離程度:b點(diǎn)>c點(diǎn)
C. 從c點(diǎn)到d點(diǎn),溶液中保持不變(其中、分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)
D. 相同體積a點(diǎn)的兩溶液分別與恰好中和后,溶液中相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】增塑劑DCHP可由環(huán)己醇制得。DCHP和環(huán)己醇的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列說法錯誤的是( )
環(huán)己醇
DCHP
A. DCHP的分子式為C20H26O4
B. 環(huán)己醇分子中所有碳原子不可能共平面
C. DCHP的一氯取代物有5種
D. DCHP通過取代反應(yīng)可以得到環(huán)己醇
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工廠對工業(yè)污泥中的鉻元素回收與再利用的工藝如圖(已知硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示:
陽離子 | Fe3+ | Fe2+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
開始沉淀時的pH | 1.9 | 7 | — | — | — |
沉淀完全時的pH | 3.2 | 9 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
(1)實(shí)驗(yàn)室用98%(密度為1.84 g·cm-3)的濃硫酸配制200 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,配制時需要量取98%的濃硫酸的體積為_________mL(保留小數(shù)點(diǎn)后一位小數(shù)),所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外,還需______。
(2)過濾操作時,需要對沉淀進(jìn)行洗滌,洗滌沉淀的方法是__________。
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3價Cr使之轉(zhuǎn)變成+6價Cr(CrO42-或Cr2O72-),以便于與雜質(zhì)離子分離;另一方面是__________。(用離子方程式表示)
(4)調(diào)節(jié)溶液的pH=8除去的雜質(zhì)離子是________。
(5)鈉離子交換樹脂的原理為Mn++nNaRMRn+nNa+,被交換的雜質(zhì)離子是________。
(6)通SO2氣體時,還原過程發(fā)生以下反應(yīng)(填寫缺項(xiàng)物質(zhì)并配平):
____Na2Cr2O7+____SO2+___ ___=___Cr(OH)(H2O)5SO4+___Na2SO4。____
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上可利用下圖所示電解裝置吸收和轉(zhuǎn)化SO2(A、B均為惰性電極)。下列說法正確的是
A.A電極接電源的正極
B.A極區(qū)溶液的堿性逐漸增強(qiáng)
C.本裝置中使用的是陰離子交換膜
D.B極的電極反應(yīng)式為SO2+2e-+2H2O ===+4H+
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