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)为了完成步骤I,可采用如下图所示的装置将粗铜转化为固体a。
在该实验中,加热A、C装置中的酒精灯时,应该先点燃_______装置的酒精灯,D装置的作用是
_______,C装置中生成的产物是_______。
(2)步骤II中的操作是:将步骤I中的固体加入到容器中,然后加入_______,固体完全溶解。
(3)步骤III中加入的试剂是H2O2,其目的是提高最终制备的氯化铜晶体的纯度,试写出有关反应的离子方程式______________。
(4) 步骤IV中应先加入某试剂,然后过滤得到滤液。为了调节溶液的pH只使Fe3+完全沉淀,加入的试剂是CuO粉末而不用氨水或NaOH溶液,其理由是_______。
(5)步骤V中,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuCl2·2H2O晶体。现欲得到无水CuCl2,在实验室也可以采用上述装置完成CuCl2 • 2H2O脱水得到无水CuCl2,则A装置中的两种化学试剂是_____。
已知通常状况下甲、乙、丙、丁等为气体单质,A、B、C、D、E、F、G、H等为化合物,其中A、B、E、G均为气体,C为常见液体。反应①、②、③都是重要的化工反应,反应④是重要的实验室制取气体的反应。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
请回答下列问题:
(1)反应④的化学方程式为: ________________________。
(2)B和E在一定条件下可发生反应,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(3)0.1mol lL-1A溶液和0.1mol •L-1 B溶液等体积混合,溶液呈________性,原因是(用离子方程式说明) ________________。
(4)请设计实验检验D晶体中的阳离子(简述实验操作、现象和结论):________________。
(5)pH相同的A、D、H三种溶液,由水电离出的c(OH-)的大小关系是(用A、D、H表示) : ____________。
(6)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中,加入1mol • L-1 A的溶液100 mL,恰好使混合物全部溶解,且放出336mL(标准状况下)的气体,向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液无红色出现;若取同质量的Fe、FeO、Fe3O4混合物,加入1 mol • L-1 H的溶液,也恰好使混合物全部溶解,且向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液也无红色出现,则所加入的H溶液的体积是________。
铁元素是重要的金属元素,单质铁在工业和生活中使用得最为广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应。如铁与水反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H
(1)上述反应的平衡常数表达式K=_______。
(2) 已知:①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H1=-1118.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.8kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.8kJ/mol
则△H=_______。
(3)在t0C时,该反应的平衡常数K=16,在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
|
Fe |
H2O(g) |
Fe3O4 |
H2 |
甲/mol |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
乙/mol |
1.0 |
1.5 |
1.0 |
1.0 |
①甲容器中H2O的平衡转化率为_______ (结果保留一位小数)。
②下列说法正确的是_______ (填编号)
A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态
C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(4)若将(3)中装置改为恒容绝热(不与外界交换能量)装置,按下表充入起始物质,起始时与平衡后的各物质的量见表:
|
Fe |
H2O(g) |
Fe3O4 |
H2 |
起始/mol |
3.0 |
4.0 |
0 |
0 |
平衡/mol |
m |
n |
p |
q |
若在达平衡后的装置中继续加入A、B、C三种状况下的各物质,见表:
|
Fe |
H2O(g) |
Fe3O4 |
H2 |
A/mol |
3.0 |
4.0 |
0 |
0 |
B/mol |
0 |
0 |
1 |
4 |
C/mol |
m |
n |
p |
q |
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是
________(用A、B、C表示)。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp=2.79×10-39,而FeCl3溶液总是显示较强的酸性,若某FeCl3溶液的pH为3,则该溶液中c(Fe3+)=________mol • L-1 (结果保留3位有效数字)
单质碳和氧化铜在一定温度下反应时,氧化铜可被还原为Cu2O、Cu。现将2.00g C与 16.0g CuO的混合物,隔绝空气加热一段时间后,将生成的气体通过足量的澄淸石灰水,共收集到1.12 L气体(标准状况),生成沉淀的质量为5.00 g。下列说法错误的是
A.反应后的固体混合物中还含有碳
B.反应后的固体混合物中Cu的质量为12.8 g
C.反应后的固体混合物总质貴为14.4 g
D.反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05mol
下列各组离子在溶液中能够大童共存,当溶液中的pH=1时,有气体产生;而当溶液中的 pH=13时,又能生成沉淀。则该组离子可能是:
A.Na+、K+、AlO2-、CO32- B.Fe2+、Na+、SO42-、NO3-
C.Mg2+、NH4+、CO32-、Cl- D.Ba2+、K+、Cl-、MnO4-
用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是
A.燃料电池工作时,正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.若a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出
C.若a、b极都是石墨,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
D.若a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出