4.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè).CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化.以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:

回答下列問題:
(1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是CuSO4或Cu2+,溶解溫度應(yīng)控制在60~70度,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解.
(2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+
(3)步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是硫酸(寫名稱).
(4)上述工藝中,步驟⑥不能省略,理由是醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化.
(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離.工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有BD(填字母)
A.分餾塔     B.離心機       C.反應(yīng)釜      D.框式壓濾機
(6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于若兩的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反應(yīng)中Cr2O72-被還原為Cr3+,樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.597ab}{m}$.

分析 酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅,過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止水解、氧化,步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離,根據(jù)混合的水溶性進(jìn)行分離,沒有發(fā)生化學(xué)變化,可用離心機以及框式壓濾機,以得到濾餅,氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,結(jié)合關(guān)系式解答該題.

解答 解:酸性條件下硝酸根具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅,過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗滌,烘干得到氯化亞銅,
(1)由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化Cu生成CuSO4或Cu2+,溶解溫度應(yīng)控制在60-70℃,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解,
故答案為:CuSO4或Cu2+;溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解;
(2)銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,反應(yīng)為2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,
故答案為:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+;
(3)由流程可知,經(jīng)酸洗、水洗后得到硫酸銨,則應(yīng)加入硫酸,為防止CuCl溶解,不能加入硝酸等氧化性酸,也不能加入鹽酸,防止引入新雜質(zhì),
故答案為:硫酸;
(4)步驟⑥為醇洗,因乙醇沸點低,易揮發(fā),則用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止水解、氧化,
故答案為:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化;
(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離,根據(jù)混合的水溶性進(jìn)行分離,沒有發(fā)生化學(xué)變化,可用離心機以及框式壓濾機,以得到濾餅,
故答案為:BD;
(6)氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,
反應(yīng)的關(guān)系式為6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-,
             6                1
             n                ab×10-3mol
n=6ab×10-3mol,
m(CuCl)=99.5g/mol×6ab×10-3mol=0.597abg,
則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.597ab}{m}$,
故答案為:$\frac{0.597ab}{m}$.

點評 本題為考查學(xué)生閱讀獲取信息的能力、常用化學(xué)用語、氧化還原滴定的應(yīng)用等,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰陀嬎隳芰Φ目疾,注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)流程,難度中等,注意(6)中利用關(guān)系式的計算.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑,在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下:

已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列問題:
(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH,使溶液中的Al3+沉淀,該工藝中“攪拌”的作用是加快反應(yīng)速率.
(2)在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量,O2與NaNO2在反應(yīng)中均作氧化劑.若參與反應(yīng)的O2有11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為2mol.
(3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2+離子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子.該水解反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+
(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵.根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+及NO3-.為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為D.
A.氯水      B.KSCN溶液      C.NaOH溶液      D.酸性KMnO4溶液.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.“氫能”將是未來最理想的新能源.工業(yè)上常用H2與N2合成氨氣,其熱化學(xué)反應(yīng)方程式如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol-1,在某密閉容器中,將1mol的氮氣與過量的氫氣充分混合反應(yīng)后,放出的熱量為(  )
A.一定小于92.4kJB.一定等于92.4kJC.可能大于92.4kJD.都有可能

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.實驗室中用Cu和稀HNO3反應(yīng)制取NO,其化學(xué)方程式為:3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;反應(yīng)中被還原的元素是N,氧化產(chǎn)物是Cu(NO32,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2:3,硝酸所表現(xiàn)的性質(zhì)是酸性、氧化性.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.某實驗小組用廢鐵屑(含少量S等元素)為原料制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體[K3Fe(C2O43•3H2O]并測定其組成.
實驗一  制備硫酸亞鐵銨[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]
小組同學(xué)設(shè)計如圖裝置(夾持儀器略去),稱取一定量廢鐵屑于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,在通風(fēng)櫥中置于50~60℃熱水浴中加熱,充分反應(yīng).待錐形瓶中溶液冷卻后加入氨水,攪拌使其反應(yīng)完全,制得淺綠色懸濁液.
(1)實驗室保存濃氨水的方法是密封保存,置于冷暗處.
(2)燒杯中高錳酸鉀溶液的作用是吸收H2S等尾氣,防止污染空氣.
(3)寫出錐形瓶中發(fā)生中和反應(yīng)的離子方程式:NH3•H2O+H+=NH4++H2O.
(4)若要確保獲得淺綠色懸濁液,實驗過程應(yīng)注意的是ab(填序號).
a.保持鐵屑過量        b.控制溶液呈強酸性        c.持續(xù)升高溫度
實驗二  制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體
實驗小組用實驗一錐形瓶中的懸濁液設(shè)計以下實驗流程制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體.

已知:25℃時,[Fe(C2O43]3-(aq)+SCN-(aq)?[Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O42-(aq)  K=10-16.2
(5)寫出步驟Ⅰ生成黃色沉淀(FeC2O4•2H2O)的化學(xué)方程式:(NH42SO4•FeSO4•6H2O+H2C2O4=FeC2O4•2H2O↓+(NH42SO4+H2SO4+4H2O.
(6)步驟Ⅱ水浴加熱需控制40℃的理由是溫度太高,H2O2分解;溫度太低,F(xiàn)e2+氧化速度太慢.
(7)小組同學(xué)欲檢驗晶體中含有Fe(Ⅲ),取少量晶體放入試管中,用蒸餾水充分溶解,向試管中滴入幾滴0.1mol•L-1KSCN溶液.請判斷上述實驗方案是否可行并說明理由.否,因為[Fe(C2O43]3-轉(zhuǎn)化為[Fe(SCN)]2+反應(yīng)的平衡常數(shù)小于10-5,觀察不到明顯現(xiàn)象,所以無法檢驗.
實驗三  測定三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體中C2O42-的含量
小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取m g晶體配制成250mL溶液,取25mL該溶液于錐形瓶中,加入3mol•L-1硫酸溶液10mL,滴入二苯胺磺酸鈉作指示劑,用c mol•L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)液滴定至紫紅色,平行實驗三次,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液V mL.已知:Cr2O72-在酸性介質(zhì)中被還原為Cr3+
(8)晶體中C2O42-質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為$\frac{264cV}{m}%$.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

9.如圖是某課外小組制取乙炔并測定乙炔的某些性質(zhì)的實驗.

(1)寫出實驗室制取乙炔的化學(xué)方程式:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑.
(2)實驗室制取乙炔時,分液漏斗中的液體a通常是飽和食鹽水.
(3)CuSO4溶液的作用是吸收雜質(zhì)氣體硫化氫.
(4)裝置D中的現(xiàn)象是:高錳酸鉀溶液褪色.
(5)工業(yè)上常用乙炔、飽和食鹽水等物質(zhì)作原料來合成聚氯乙烯,請寫出相關(guān)方程式:
2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2
Cl2+H2=2HCl
C2H2+HCl→CH2=CHCl
nCH2=CHCl→

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

16.周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增.R基態(tài)原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為L,最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子.工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì).Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和.Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子,其他能層均已充滿電子.請回答下列問題:
(1)Z2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9
(2)YX4-的空間構(gòu)型是正四面體;與YX4-互為等電子體的一種分子為CCl4等(填化學(xué)式);HYX4酸性比HYX2強,其原因是HClO4有 3 個非羥基氧,而 HClO2有 1 個非羥基氧.
(3)結(jié)構(gòu)簡式為RX(W2H32的化合物中R原子的雜化軌道類型為sp2;1molRX(W2H32分子中含有σ鍵數(shù)目為11NA
(4)往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3,可生成[Z(WH34]SO4,下列說法正確的是A.
A.[Z(WH34]SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵
B.在[Z(WH34]2+中Z2+給出孤對電子,WH3提供空軌道
C.[Z(WH34]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素
(5)某Y與Z形成的化合物的晶胞如圖所示(黑點代表Z原子).
①該晶體的化學(xué)式為CuCl.
②已知Z和Y的電負(fù)性分別為1.9和3.0,則Y與Z形成的化合物屬于共價(填“離子”、“共價”)化合物.
③已知該晶體的密度為ρg.cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×1010pm(只寫計算式).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的說法錯誤的是( 。
A.熱穩(wěn)定性:HCl>HIB.沸點:H2O<H2S<H2Se
C.酸性:HClO4>H2SO4D.離子半徑:N3->O2->F-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列敘述正確的是(  )
A.碳酸氫鈉是焙制糕點的發(fā)酵粉的一種成分
B.CO、NO、NO2都是大氣污染物,在空氣中都能穩(wěn)定存在
C.光導(dǎo)纖維和玻璃都是硅酸鹽產(chǎn)品
D.明礬能作凈水劑,因為它能與水反應(yīng)生成強氧化性的氫氧化鋁膠體

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同步練習(xí)冊答案