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【化学—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(2分) ;3(1分) (2)2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+(2分) (3)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化 (2分) (4)Na2SO4和FeSO4 (2分) 不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度(2分) (5)2CuSO4+ Na2SO3+2NaCl+ H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+ H2SO4(2分) 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。(2分) 【解析】 试题分析:(1)加入碱液后铁离子和铜离子分别转化为氢氧化铜和氢氧化铁沉淀,由于酸浸时pH=4,而在pH=3时铁离子就已经完全沉淀,所以酸浸时主要是氢氧化铜溶解,发生反应的离子方程式是Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;根据图像可判断,氯化亚铜的产率最高时对应的pH值大约是3,所以析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右。 (2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl,根据原子守恒和元素化合价变化可知反应中还有硫酸亚铁和硫酸钠生成,则反应的离子反应方程式为2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+。 (3)由于氯化亚铜微溶于水,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(2)中分析可知产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4。由于硫酸钠和硫酸亚铁均是溶于水水的,所以若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,还需要知道的是不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度。 (5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,则亚硫酸钠被还原为硫酸钠,该反应的化学方程式为2CuSO4+ Na2SO3+2NaCl+ H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+ H2SO4。在该反应体系中加入稀碱溶液,中和了反应中的H+,有利于平衡向右移动,提高CuCl的产率。但又因为当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,所以需要调节pH至3.5。 考点:考查物质制备实验方案设计与探究  
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(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关研究它们的综合利用有重要意义。

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反应为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是     mol。

反应中,当n(NO2)n[CO(NH2)2]=32时,反应的化学方程式是         

(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法同时实现了氮氧化物的循环转化主要反应为:NO2(g)+SO2(g)满分5 manfen5.comSO3(g)+NO(g)  H=-41.8 kJ·mol-1已知:2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g)  H=-196.6 kJ·mol-1写出NOO2反应生成NO2的热化学方程式       

(3)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是     

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该反应平衡常数表达式为K=             

已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。

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(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

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4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1

CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1

CO2 (g)+C(s)=2CO(g)     ΔH3=+Q3kJ·mol-1

已知:CaSiO3的熔点(1546)比SiO2低。

a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。

b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。

(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体         (写化学式)。

(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在                   之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×103   K2 = 6.3×108    K3 =4.2×1013 lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg≈0.6) Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是                                       (用离子方程式表示)。

(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:

11P 4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4

60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是           

 

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(14分)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下:

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已知:主反应:2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 满分5 manfen5.com 2Na2CO3·3H2O2 (s)  ΔH < 0

副反应:2H2O2 = 2H2O + O2

502Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解

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请回答下列问题

(1)步骤的关键是控制温度,原因是         ,其措施有_______、__________________

(2)在滤液X中加入适量NaCl固体可析出过碳酸钠,原因是_________________。

(3)步骤中选用无水乙醇洗涤产品的目的是   

(4)下列物质中,会引起过碳酸钠失效的有    

A.NaHCO3           B.MnO2         C.Na2SiO3          D.Na2SO3

(5)过碳酸钠产品中往往含有少量碳酸钠,可用重量法测定过碳酸钠的质量分数;其操作步骤:取样品溶解加入BaCl2溶液过滤洗涤干燥称量。需要直接测定的物理量有:      样品的质量m1g、沉淀的质量m2g(用字母表示并注明其含义)。产品中过碳酸钠质量分数的表达式为:           

 

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下列解释实验事实的方程式正确的是

A.Al2(SO4)3溶液滴加氨水产生白色胶状沉淀:Al3+ + 3OH = Al(OH)3

B.90时测得纯水中c(H+)·c(OH) =3.8×10-13:H2O(l)满分5 manfen5.comH+(aq) + OH(aq) H<0

C.FeCl3溶液中通入SO2,溶液黄色褪去:2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2+ + SO42+ 4H+

D.碳酸钠溶液滴入酚酞变红:CO32+ 2H2O 满分5 manfen5.com H2CO3 + 2OH

 

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下列实验正确的是:

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