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【题目】高氯酸铜易溶于水,在130℃时会发生分解反应是一种燃烧催化剂,以食盐等为原料制备高氯酸铜[Cu(ClC4)2·6H2O)]的一种工艺凯程如下:

回答下列问题:

(1)发生“电解I”时所用的交换膜是______(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

(2)改化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应,已知上述工艺流程中“歧化反应”的产物之一为NaClO3

①“歧化反应”的化学方程式为_____________

②“歧化反应”阶段所采用的不同温度对产率影响的结果如图所示。则该反应最适宜的温度是________

(3)“电解Ⅱ”的阳极产物为________ (填离子符号)。

(4)操作a的名称是______,该流程中可循环利用的物质是________(填化学式)。

(5)用该工艺流程制备高氯酸铜时,若起始时NaCl的质量为a t。最终制得的Cu(ClO4)2·6H2O为bt,则产率为_______(用含a、b的代数式表示)。

(6)某温度下,高氯酸铜控制在A、B的种方式同时分解,分解过程中铜的化合价不发生改变。A方式为Cu(ClO4)2CuCl2+4O2↑,若4 mol高氯酸铜在该温度下按A、B各占50%的方式完全分解,且A、B两种方式转移的电子数之比为8:7,则B方式为________(用化学方程式表示)。

【答案】 阳离子交换膜 3Na2CO3+3Cl2=5NaCl+NaClO3+3CO2 60℃ ClO4- 蒸发浓缩 NaCl 702b/371a×100% 2Cu(C1O4)22CuO+7O2↑+2C12

【解析】以食盐为原料制备高氯酸铜[Cu(ClC4)2·6H2O)],则生成产物为高氯酸钠,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,“歧化反应”时,高氯酸钠与碳酸钠溶液发生歧化反应,生成的产物之一为氯酸钠,同时生成二氧化碳气体,通电电解,溶液其中氯酸根离子失电子发生氧化反应生成高氯酸根离子,加入盐酸,过滤除去氯化钠晶体,得到60%以上的高氯酸,“反应Ⅱ”阶段,Cu2(OH)2CO3与HClO4反应经过一系列操作后得到蓝色Cu(C1O4)2溶液。 (1) “电解I” 所发生的反应是电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,需要防止氢氧根离子与氯气反应,所用的交换膜是阳离子交换膜;(2) ①“歧化反应”是氯气反应生成氯化钠和NaClO3,氯元素从0价目变为-1价和+5价,同时生成二氧化碳,反应的化学方程式为3Na2CO3+3Cl2=5NaCl+NaClO3+3CO2;②根据图中信息可知,“歧化反应”阶段在60℃时,产率达最高80%;(3)通过电解,溶液中氯酸根离子失电子发生氧化反应在阳极生成高氯酸根离子,“电解Ⅱ”的阳极氯离子失电子产物为ClO4-;(4)加入盐酸,过滤除去氯化钠晶体,通过蒸发浓缩即可得到60%以上的高氯酸;该流程中可循环利用的物质是NaCl;(5)根据流程图,氯化钠电解生成的氯气与碳酸钠生成氯酸钠和氯化钠,电解后氯酸钠变成高氯酸钠,加入盐酸反应生成高氯酸,最后与Cu2(OH)2CO3反应生成Cu(ClO4)2·6H2O,假设起始是氯化钠为6mol,则生成的氯气为3mol,得到1mol氯酸钠,根据氯元素守恒最终得到0.5molCu(ClO4)2·6H2O,因此产率=;(6)A方式Cu(ClO4)2CuCl2+4O2↑中氧元素由-2价变为0价转移电子为4×2×2=16,氯由+7价变为-1价,转移电子为8×2=16,若4 mol高氯酸铜在该温度下按A、B各占50%的方式完全分解,且A、B两种方式转移的电子数之比为8:7,则B方式可能氯由+7价变为0价,转移电子为7×2=14,氧元素由-2价变为0价转移电子为3.5×2×2=14,综合可知生成物为氧气、氯气和氧化铜,故反应为2Cu(C1O4)22CuO+7O2↑+2C12↑。

练习册系列答案
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A. 该反应属于氧化还原反应

B. 自来水从冷凝管的X口通入,且被冷凝的物质是CCl4

C. 可将装置丁的尾气通过导管直接通入NaOH溶液中进行尾气处理

D. 装置乙中可收集到光气的甲苯溶液,装置丙、丁均可收集到液态光气

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A. 100℃

B. 200℃

C. 300℃

D. 不能确定

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(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的玻璃仪器是__________设计简单实验检验绿矾是否变质,简述你的操作:__________

(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是__________,步骤Ⅱ中__________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。

(3)步骤V利用氧化铜制取铜有如下四种方案:

方案甲:利用氢气还原氧化铜;

方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;

方案丙:利用炭粉还原氧化铜;

方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉、过滤,再将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。

从安全角度考虑,方案__________不好;从产品纯度考虑,方案__________不好。

(4)写出步骤Ⅱ中涉及反应的离子方程式:__________;步骤Ⅳ得到绿矾的操作蒸发浓缩____________________

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①(CH3)2C=O+HCN→(CH3)2C(OH)CN

②(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4

新法合成的反应是:③CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3

下列说法不正确的是

A. 反应②中CH3OH是CH2OHCH2OH(乙二醇)的同系物

B. 反应③符合绿色化学思想

C. 甲基丙烯酸甲酯有两种官能团

D. 反应①是加成反应

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CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题:
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(2)该反应为反应(选填吸热、放热).
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为℃.

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