金属离子 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
分析 本题是利用氯化铜和高氯酸制备高氯酸铜的工业流程题,涉及为加快固体溶解通常研细成粉末、利用HNO3和AgNO3溶液检验溶液里的氯离子以及利用水解原理制备无水氯化铜的基本操作,在制备高氯酸铜时因HClO4是易挥发的发烟液体可看到白雾,温度高于130℃高氯酸易爆炸,因此易控制温度不易太高,根据固体溶度积常数公式计算Fe3+在调节溶液PH时溶液里的离子浓度,据此可作答;
(1)①根据影响反应速率的因素分析;
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知,沉淀表面可能沾有氯化钠,故检验沉淀是否洗涤干净,可检验氯离子的存在,应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液;
(2)①根据HClO4是易挥发的发烟液体,可推知大量的白雾的成分是HClO4;
②根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2•6H2O]120℃开始分解,HClO4是易挥发,温度高于130℃易爆炸,可知需适度加热但温度不能过高;
(3)根据25℃时溶液pH=3,可得C(H+)=1.0×10-3mol/L,C(OH-)=$\frac{{K}_{w}}{c({H}^{+})}=\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$mol/L=1.0×10-11mol/L,根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39,可知C(Fe3+);
(4)②加入适量双氧水溶液并充分混合,把亚铁离子转化为铁离子,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7,使铁离子完全沉淀,而铜离子不沉淀,过滤;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥,得到CuCl2•2H2O晶体;④为防止加热时铜离子水解,将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止,得到无水氯化铜固体.
解答 解:(1)①把反应物研细的目的是 增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大,故答案为:增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大;
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知,沉淀表面可能沾有氯化钠,故检验沉淀是否洗涤干净,可检验氯离子的存在,应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液,故答案为:HNO3和AgNO3溶液;
(2)①根据HClO4是易挥发的发烟液体,可推知大量的白雾的成分是HClO4,故答案为:HClO4;
②根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2•6H2O]120℃开始分解,HClO4是易挥发,温度高于130℃易爆炸,可知需适度加热但温度不能过高,故答案为:防止HClO4、Cu(ClO4)2分解;
(3)25℃时,若调节溶液pH=3,C(H+)=1.0×10-3mol/L,C(OH-)=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$mol/L=1.0×10-11mol/L,根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39,可知C(Fe3+)=$\frac{2.64×1{0}^{-39}}{(1{0}^{-11})^{3}}$mol/L=2.64×10-6 mol•L-1,故答案为:2.64×10-6 mol•L-1;
(4)某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体.实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;②加入适量双氧水溶液并充分混合,把亚铁离子转化为铁离子,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7,使铁离子完全沉淀,而铜离子不沉淀,过滤;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥,得到CuCl2•2H2O晶体;④为防止加热时铜离子水解,将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止,得到无水氯化铜固体,故答案为:②加入适量双氧水溶液并充分混合,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥;④将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止.
点评 本题考查了物质制备实验设计步骤和过程分析判断,有关Ksp计算,物质分离提纯的实验方法应用等,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
装置 | 序号 | 试管中的药品 | 现象 |
持续通入 ![]() | 实验Ⅰ | 1.5mL 1mol?L-1 CuSO4溶液和3.5mL 1mol?L-1 NaOH溶液混合 | 开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色 |
实验Ⅱ | 1.5mL 1mol?L-1 CuCl2溶液和3.5mL 1mol?L-1 NaOH溶液混合 | 开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色 |
试剂1 | 试剂2 | 蒸馏水 | |
现象1 | 现象2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | NaH中H的化合价为-1价 | B. | H2O既不是氧化剂也不是还原剂 | ||
C. | 该反应的离子方程式为:H-+H+═H2↑ | D. | NaOH是氧化产物 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Cl2、Br2、Fe3+ | B. | Br2、Cl2、Fe3+ | C. | Fe3+、Cl2、Br2 | D. | Cl2、Fe3+、Br2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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