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某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步...

某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:

已知:SOCl2 熔点-105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答:

1)写出第②步调 pH适合的一种物质______(填化学式),调 pH 后需进行的操作是_____

2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是将溶液转移至蒸发皿中,缓缓加热至______

3)第④步中发生反应的化学方程式是______

4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(如图,夹持及控温装置省略)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由_______

装置改进后,向仪器 A 中缓慢滴加 SOCl2 时,需打开活塞_____(填“a”“b”“a b”)。

5Cu(NO3)2·3H2O170℃可失去结晶水变成Cu(NO3)2,若加热时间过长,Cu(NO3)2则会分解为一种黑色的固体,一种红棕色气体和另一种单质气体,写出反应的化学方程式:_______

6)为测定无水Cu(NO3)2 产品的纯度,可用分光光度法。

已知:4NH3·H2O+Cu2+=Cu(NH3)42++4H2OCu(NH3)42+对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与 Cu2+在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3)42+的吸光度A Cu2+标准溶液浓度关系如图所示:

准确称取0.3150g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100mL,测得溶液吸光度A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是_______(以质量分数表示)。

 

CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 过滤 溶液表面形成一层晶膜 Cu(NO3)2•3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑ 在AB之间增加干燥装置,防止B中的水蒸气进入A中 b 2Cu(NO3)2•3H2O 2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O 92.5% 【解析】 为提高铜的浸取率,所用硝酸必然是过量的,此时铁也溶解转化为硝酸铁,调pH的目的是除去铁离子。然后蒸发浓缩、降温结晶得到硝酸铜晶体,最后在SOCl2的保护下脱去结晶水得到无水硝酸铜,据此解答。 (1)调节pH促进铁离子水解沉淀铁离子,不引入新杂质,同时不能沉淀铜离子,因此第②步调pH适合的物质是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3;将Fe(OH)3沉淀分离的方法是过滤。答案为:CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3;过滤 (2)蒸发浓缩停止加热的标志是溶液表面形成一层晶膜,然后再冷却结晶便可获得晶体。答案为:溶液表面形成一层晶膜 (3)SOCl2遇水剧烈水解生成的两种酸性气体应为HCl和SO2,根据流程图可知,第④步中发生反应的化学方程式是Cu(NO3)2•3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑。答案为:Cu(NO3)2•3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑ (4)第④步,某同学设计的实验装置有一处不合理,根据装置图可知应该是氢氧化钠溶液中的水蒸气可以进入A中影响A中的硝酸铜晶体脱水反应。改进的方法是在AB之间增加干燥装置,理由是防止B中的水蒸气进入A中;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞b。答案为:在AB之间增加干燥装置,防止B中的水蒸气进入A中;b (5) 根据题意可知,黑色的固体应为Cu,红棕色气体应为NO2,是还原产物,则单质气体应是氧化产物,且为O2,所以该反应的化学方程式为:2Cu(NO3)2•3H2O 2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O。答案为:2Cu(NO3)2•3H2O 2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O (6)由图像可知,A=0.620时,对应的溶液中c(Cu2+)=1.55×10-3mol/L,则n[Cu(NO3)2]=,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是。答案为:92.5%
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A.联氨的第一步电离平衡常数Kb1=10-6

B.N2H5Cl 溶液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)

C.当溶液中c(N2H62+)c(N2H5+)=11时,c(H+)=10mol/L

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下列实验操作、现象(或方程式)和结论均正确的是(    

选项

操作

现象或方程式

结论

A

将等体积等pH的两种酸HX HY与足量的锌反应完全,收集产生的氢气并冷却到室温,记录其体积

HX收集到的氢气多

酸的电离常数:HXHY

B

Na2CO3溶液

浊液变清

酸性:苯酚>H2CO3

C

C SiO2的固体混合物高温加热

2C+SiO2Si+2CO↑

非金属性CSi

D

将灼热的铜丝伸入盛有无水乙醇的试管中

有刺激性气味产生

乙醇发生酯化反应

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(    

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