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(15分)过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成...

15分)过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。

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查阅资料:

氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。

氯化铜:从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。

(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

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按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→          h 、i            

②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先      ,这样做的目的是   

(2)分析流程:

①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是   

溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的填序号)   

a.NaOH         b.NH3·H2O       c.CuO        d.CuSO4

③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:

加少量盐酸、蒸发浓缩、        、洗涤、干燥。

(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式:              。此反应只能微热的原因是                      

(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率       ;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因                

 

(15分) (1)①de(1分) fgb(1分) ②先A后D(1分) 排出空气,防止铜被氧气氧化(1分) (2)①抑制氯化铜、氯化铁水解(或抑制Cu2+、Fe3+水解)(1分)(只写氯化铁不得分) ②c(1分); ③冷却到26~42℃结晶(只说冷却结晶不得分)、 过滤(各1分共2分)) (3)4Cu2++4Cl-+N2H44CuCl↓ + N2↑ +4H+ (3分) 微热维持反应发生,温度过高生成氧化铜水合物。(写出CuCl会水解的意思均给分)(1分) (4)108%(2分) 加入试剂X为CuO生成了CuCl2,使产品增加。(写出在过程中铜元素增加的意思均给分)(1分) 【解析】 试题分析:(1)①制取纯净、干燥的氯气并与Cu反应,因为浓盐酸制取的氯气中含有HCl,先用饱和食盐水除去,再用浓硫酸干燥,干燥后的氯气与Cu反应,剩余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,则装置的连接顺序是a、d、e、h、i、f、g、b; ②制取氯气需要加热,制取氯化铜需要加热,先加热A,再加热D,目的是使产生的氯气排除装置内的空气,防止Cu与氧气反应; (2)①固体甲为氯化铜和氯化铁的混合物,,溶解时,因为铜离子、铁离子水解,所以应向溶液中加入少量的稀盐酸,抑制氯化铜氯化铁的水解; ②溶液甲中含有氯化铁杂质,所以加入的物质可除去铁离子,同时不能引入新的杂质,则只能选择CuO,选择氢氧化钠或一水合氨都会产生新的咋,加入硫酸铜,不能使铁离子沉淀除去,答案选c; ③加热氯化铜溶液在26~42℃得到二水物,所以将氯化铜溶液加热浓缩,冷却到26~42℃结晶,过滤、洗涤、干燥,即可得到CuCl2·2H2O晶体; (3)氯化铜与N2H4反应生成CuCl沉淀和无毒气体氮气,同时有水生成,离子方程式是4Cu2++4Cl-+N2H44CuCl↓ + N2↑ +4H+;因为温度过高,CuCl在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色,所以只能微热; (4)100g粗铜中Cu的物质的量是100g×96%/64g/mol=1.5mol,理论上得到CuCl2·2H2O晶体的质量是1.5mol×171g/mol=256.5g,则制备CuCl2·2H2O的产率为277g/256.5g×100%=108%,产率偏高,原因是在该流程中,因加入CuO时使生成CuCl2的质量增加的缘故。 考点:考查物质制备流程的分析,产率的计算及误差分析  
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考点分析:
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14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。

.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:

用焦炭跟水反应:Cs)+H2Og) 满分5 manfen5.comCOg) H2g);

用天然气跟水蒸气反应:CH4g)+H2Og) 满分5 manfen5.comCOg)+3H2g)

已知有关反应的能量变化如下图,且方法②的反应为吸热反应,则方法②中反应的ΔH =___________ kJ/moL

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Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:

3H2(g)+N2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)

按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:

反应物投入量

3 mol H22 mol N2

6 mol H24mol N2

2 mol NH3

达到平衡的时间min)

t

5

8

平衡时N2的浓度mol·L-1)

c1

3

c2

(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是

a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2    

b.vN2)=3vH2)

c.容器内压强保持不变                         

d.混合气体的密度保持不变

(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t    5min,表中c1    c2。(填“>”、“<” 或“=”)

(3)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)满分5 manfen5.comCO(NH2)2(s)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比满分5 manfen5.com、水碳比满分5 manfen5.com的变化关系。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是         

②测得B点氨的转化率为30%,则x1         

Ⅲ.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。

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电池正极的电极反应式是                             ,A是            

 

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电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数包括已电离的和未电离的)的百分数,下表中是三种酸在相同温度下的一些数据,有关判断正确的是

HX

HY

HZ

浓度mol/L)

0.12

0.2

0.9

1

1

电离度

0.25

0.2

0.1

0.3

0.5

电离常数

K1

K2

K3

K4

K5

A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且K1K2K3=0.01

B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则cZ-)/[cHZ)• cOH)]的比值变小,若加少量盐酸,则比值变大

C.等物质的量的NaX、NaY和NaZ混合后,cX)+cY)-2cZ)=2cHZ)-cHX)-cHY),且cZ)<cY)<cX)

D.在相同温度下,K5K4K3

 

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钾长石的主要成分为硅酸盐,由前20号元素中的四种组成,化学式为XYZ3W8,其中只有W显负价。X、Y的最外层电子数之和与Z的最高正价数相等,Y3+与W的阴离子具有相同的电子层结构,X、W的质子数之和等于Y、Z的质子数之和。下列说法错误的是

A.离子半径:X>Y

B.氢化物的稳定性:W>Z

C.化合物X2W2和Y2W3中都不含共价键

D.1 mol ZW2晶体所含Z-W键的数目为4NANA为阿伏加德罗常数的值)

 

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下列是某同学对相应的离子方程式所作的评价,其中评价合理的是

编号

化学反应

离子方程式

 

A

碳酸钙与

醋酸反应

CO32-+2CH3COOHCO2↑+H2O+2CH3COO

错误,碳酸钙是弱电解

质,不应写成离子形式

B

苯酚钠溶液中

通入CO2

2C6H5O+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-

正确

C

NaHCO3的水解

HCO3+H2OCO32-+H3O

错误,水解方程式

误写成电离方程式

D

等物质的量的FeBr2和Cl2反应

2Fe2++2Br+2Cl22Fe3++Br2+4Cl

错误,离子方程式中

Fe2+与Br的物质的量

之比与化学式不符

 

 

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某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的叙述正确的是

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A.该有机物的摩尔质量为200

B.该有机物属于芳香烃

C.该有机物可发生取代、加成、加聚、氧化、还原、消去反应

D.1 mol该有机物在适当条件下,最多可与4mol NaOH和4mol H2反应

 

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