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[化学一选修2:化学与技术](15分) 氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水...

[化学一选修2:化学与技术](15分)

氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下:

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金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

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【已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题:

(1)酸浸时发生反应的离子方程式是________;析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。

(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。

(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70干燥2 h、冷却密封包装。70真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。

(4)产品滤出时所得滤液的主要分成是________,若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,还需要知道的是__________________。

(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:______________________。为提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。

 

(1)Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O 3 (2)2 Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+ (3)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化 (4)Na2SO4和FeSO4 不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度 (5)2 CuSO4+ Na2SO3+2NaCl+ H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+ H2SO4 OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右移动,提高CuCl的产率。但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降低了CuCl的产率。 【解析】 试题分析:(1)pH=4时铁离子的浓度为0,所以酸浸时主要发生的离子反应是产生的氢氧化铜沉淀和酸的反应,离子方程式是Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;根据图像可得,CuCl的产率最高点对应的pH值是3; (2)Fe、氯化钠、硫酸铜发生反应生成CuCl沉淀,则Cu元素的化合价降低,所以Fe元素的化合价升高,则发生离子的方程式是2 Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+ (3)因为CuCl微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐,所以70℃真空干燥、密封包装的目的是加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化; (4)根据Fe、氯化钠、硫酸铜发生的反应判断,产品滤出时所得滤液的主要分成Na2SO4和FeSO4;若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,需将二者分离,所以还需要知道的是不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度,从而利用溶解度的不同分离二者; (5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,则亚硫酸钠起到还原剂的作用,亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子,反应的化学方程式为:2 CuSO4+ Na2SO3+2NaCl+ H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+ H2SO4; 为提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5。这样做的目的是OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右移动,提高CuCl的产率。但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降低了CuCl的产率,所以控制pH至3.5. 考点:考查物质制备流程的分析,反应产物的判断,化学方程式的书写,对图像的分析  
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(10分) CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。

(1)250 时,以镍合金为催化剂,向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 满分5 manfen5.com2CO(g)+2H2(g)。

平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表:

物质

CH4

CO2

CO

H2

体积分数

0.1

0.1

0.4

0.4

此温度下该反应的平衡常数K=________。

已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=-890.3 kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)   ΔH=+2.8 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)  ΔH=-566.0 kJ·mol-1

反应CO2(g)+CH4(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=________。

(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250~300 时,乙酸的生成速率减小的原因是__________________________________________________。

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将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为_______________________________。

(3)以CO2为原料可以合成多种物质。

如合成聚碳酸酯。已知CO2的分子结构为O===C===O,它的“C===O”双键与乙烯的“C===C”双键一样,在一定条件下可发生加聚反应,聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式:______________________________________。

 

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(14分)过氧化钙可以用于改善地表水质,处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下:

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已知CaO2·8H2O呈白色,微溶于水,加热至350 左右开始分解放出氧气。

(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是________;

(2)检验“水洗”是否合格的方法是________;

(3)沉淀时常用冰水控制温度在0 左右,其可能原因是(写出两种):

____________;____________。

(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤:

第一步:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol·L-1的H2SO4溶液,充分反应。

第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。

第三步:逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。

【已知:满分5 manfen5.com

CaO2的质量分数为____________(用字母表示);

某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”),原因是_________。

 

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(13分) (8分):已知Ca(OH)2与Cl2反应的氧化产物与温度有关,在一定量的石灰乳中通入足量的氯气,二者恰好完全反应。生成Cl-、ClO-、ClO3-三种含氯元素的离子,其中ClO-、ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。

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(1t1时,开始有ClO3-生成的原因是_________________。

(2t2时,Ca(OH)2与Cl2发生反应的总的化学方程式为        ___________________________。

(3该石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量是_________mol。

(4若反应物的量不变,在某温度下恰好完全反应时,氧化产物比值为满分5 manfen5.com,则n(Cl-)=____mol(用含a的代数式来表示)。

(5分)图中,是电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3

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(1)阳极发生的电极反应式为                           

(2)需补充物质A,A是_____________,说明理由:________________。

 

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已知酸性高锰酸钾溶液可以将FeSO4氧化,方程

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4→K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,

现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示。

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则下列有关说法错误的是

A.图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应

B.图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-= 2Fe2++ I2

C.根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol

D.根据OC段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 mol

 

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药物贝诺酯的结构简式如图所示,下列有关叙述正确的是

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A.贝诺酯分子式为C17H15NO5

B.1mol贝诺酯分子最多能与9mol H2反应

C.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成两种产物

D.贝诺酯能发生的反应类型有取代反应、氧 化反应、 消去反应等

 

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