【题目】胆矾是一种重要的含铜化合物,某课外研究小组用粗铜(含少量)通过不同的化学反应制取胆矾的过程如图:
物质 | 完全沉淀时的pH |
Fe(OH)3 | 3.2 |
Fe(OH)2 | 9.6 |
Cu(OH)2 | 6.4 |
当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于时,认为该离子沉淀完全。
试回答下列问题:
(1)下列物质中,最适合作为试剂X的是________(填序号)。
A. B. C. D.
(2)由粗铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅱ相比,途径Ⅰ有明显的两个优点,分别是______________、____________________。
(3)试剂Y可以是______________________(任填一种物质的化学式)。
(4)若溶液C中、的浓度分别为、,则向溶液C中加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH范围约为________。
(5)氢化亚铜是一种红色固体,40~50℃时,滤液E和溶液混合反应可得氢化亚铜沉淀,同时得到硫酸和磷酸,该反应的离子方程式为___________________________________,该反应每转移1.5个电子,生成CuH的物质的量为________mol。
(/span>6)纳米氧化亚铜是一种用途广泛的光电材料,电化学法可用铜棒和石墨作电极,电解滤液E获得纳米氧化亚铜,电解过程中无气体产生,则铜棒作________极,生成的电极反应式为______________________,电解过程中滤液E的浓度____________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(7)得到晶体,乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的目的是______________。
【答案】C 产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少 途径Ⅰ不会产生污染大气的气体 CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3 3.2~3.9 4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4 0.5mol 阳极 2Cu2++2e+H2O=Cu2O+2H+ 减小 硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发
【解析】
分析由粗铜(含少量Fe)通过不同的化学反应制取胆矾的流程图可知,由粗铜通过两种途径制取胆矾,途径Ⅰ中,铜在空气中加热生成CuO,同时铁生成Fe3O4,固体A为CuO和Fe3O4的混合物,加入足量的稀硫酸,固体A溶解生成硫酸铜、溶液中还含有Fe2+、Fe3+,从后续分离步骤分析,试剂X应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后面形成Fe(OH)3除去,试剂Y的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀;途径II铜直接和浓硫酸加热反应,生成硫酸铜、水和二氧化硫,铁也被氧化成Fe3+,得到溶液C,经分离得到胆矾,可以据此解答。
(1)根据以上分析,试剂X应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,为了不引入杂质,最适合作为试剂X的是H2O2,故选C,
因此,本题正确答案为:C。
(2)途径II中产生二氧化硫气体不但会产生污染,而且会使部分硫酸因转化成二氧化硫而造成转化率不高,因此与途径Ⅱ相比,途径I有明显的两个优点,分别是产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少,途径Ⅰ不会产生污染大气的气体,
因此,本题正确答案为:产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少;途径Ⅰ不会产生污染大气的气体;
(3)试剂Y的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀,为了不引入杂质,因此试剂Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3,
因此,本题正确答案为:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3;
(4)根据制备的最终目的是得到胆矾,要除去铁元素,加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH,使Fe3+沉淀完全时,且Cu2+不沉淀,由表中数据可知,Fe3+沉淀完全时pH=3.2,Cu2+沉淀完全时pH=6.4,此时c(OH-)=10-7.6,据此可求出氢氧化铜的溶度积Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=1×10-5×10-15.2=10-20.2,若c(Cu2+)=1mol/L,解得c(OH-)=10-10.1,则c(H+)=10-3.9,pH=3.9,
因此,本题正确答案为:3.2~3.9;
(5)滤液E中的铜离子和H3PO2溶液混合反应可得氢化亚铜沉淀,同时得到硫酸和磷酸,根据得失电子守恒和电荷守恒,写出反应的离子方程式为4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4;该反应中每生成4molCuH转移12mol电子,所以每转移1.5NA个电子,生成CuH的物质的量为0.5mol,
因此,本题正确答案为:4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4;0.5mol;
(6)要生成氧化亚铜,则铜必须失去电子,因此铜作阳极。阴极得到电子,发生还原反应,所以阴极电极反应式为2Cu2++ 2e-+ H2O == Cu2O+2H+,由两电极反应可知,阳极产生的Cu2+小于阴极消耗的Cu2+故电解过程中滤液E的浓度减小,
因此,本题正确答案为:阳极;2Cu2++2e+H2O=Cu2O+2H+;减小;
(7)因为硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发,所以用乙醇代替蒸馏水洗涤硫酸铜晶体,
因此,本题正确答案为:硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发。
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【题目】X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素,X和Y同主族,Y和W的气态氢化物具有 相同的电子数,X元素可以组成M和N两种气态单质,反应M+2I-+2H+=I2+N+H2O常作为M的鉴定反应。
(1)M与N的摩尔质量之比为:______________________。
(2)写出实验室制取W2的离子方程式______________________。
(3)成都七中某化学兴趣小组设计下图所示的实验装置(图中夹持和加热装置略去),分别探究YX2和 W2的性质。
①分别通入YX2和W2时,在装置A中观察到的现象是否相同?___________(填“相同”或“不相同”)。若装置D中装的是铁粉,当通入W2时观察到的现象为______________________;若装置D中装的是五氧化二钒(V2O5),当通入YX2时,打开K放入适量的氧气,在D装置中发生反应的化学方程式为______________________。
②若装置B中装有5.0 mL 1.0×10-3 mol/L的碘水,当通入足量W2完全反应后,转移了 5.0×10-5 mol电 子,该反应的化学方程式为_________________________________。
(4)某同学将足量的YX2通入一支装有BaCl2溶液的试管,未见沉淀生成,向该试管中加入适量(填字母)___________,可以看到白色沉淀产生。
A.氨水 B.稀盐酸 C.稀硝酸 D.CaCl2溶液
(5)若Y和X组成的负二价阴离子Z,Z中Y和X的质量比为Y:X =4:3,当W2与含Z的溶液完全反应后,有黄色沉淀生成,取上层淸液加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,且含硫微粒的物质的 量为1:1,该反应的离子方程式为______________________。
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【题目】下表是元素周期表的一部分,请回答有关问题:
主族周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ⑨ | ⑩ |
(1)表中化学性质最不活泼的元素,其原子结构示意图为____________。
(2)⑨在元素周期表中的位置是________________________。
(3)用电子式表示④元素与⑦元素形成化合物的过程________________________。
(4)可以用来验证④⑤两元素金属性强弱的实验是_______________________。(填字母代号)
(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入水中
(b)将形状、大小相同的这两种元素的单质分别和同浓度的盐酸反应
(c)将形状、大小相同两种元素的单质分别和热水作用,并滴入酚酞
(d)均比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
(5)⑥和⑦阴离子还原性较强的是(填微粒符号):____________用一个置换反应证实这一结论(写化学方程式)____________________________________。
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【题目】汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
(1)氧化还原法消除NOx的转化如下:
①反应I为NO +O3===NO2+O2,生成标准状况下11.2 L O2时,转移电子的物质的量是__________mol
②反应Ⅱ中,当n( NO2):n[CO(NH2)2]=3:2时,氧化产物与还原产物的质量比为___________
(2)吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。装置I中发生反应的离子方程式为____________________________________
(3)装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-、NO2-,请写出生成等物质的量的NO3-和NO2-时的离子方程式____________________________________
(4)装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生,再生时生成的Ce4+在电解槽的_____________(填“阳极”或“阴极”),同时在另一极生成S2O42一的电极反应式为_________________________________
(5)取少量装置Ⅳ所得的产品溶于水,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________
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【题目】Ⅰ某溶液中只可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+、Cl-、OH-、CO32-。当加入一种淡黄色固体并加热时,有刺激性气体放出和白色沉淀产生,加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出的沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如下图所示。该淡黄色物质做焰色反应实验显黄色。可知溶液中含有的离子是________________;所含离子的物质的量浓度之比为____________;所加的淡黄色固体是______________。
Ⅱ.实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量:
(1)滴定时,KIO3和KI作用析出I2,完成并配平下列离子方程式:__IO3-+____I-+____===____I2+____H2O。
(2)反应(1)所得I2的作用是_________________________。
(3)滴定终点时,100mL的水样共消耗x mL标准溶液。若消耗1mL标准溶液相当于SO32-的质量1g,则该水样中SO32-的含量为________mg·L-1。
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【题目】氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101 kPa下,1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9 kJ,则下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2+O2=2H2O ΔH=-142.9 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-142.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=+571.6 kJ·mol-1
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【题目】下列有关物质用途的说法中不正确的是( )
A.Fe2O3 ---红色油漆和涂料B.Na2O2---漂白剂、供氧剂
C.NaHCO3---治疗胃酸过多D.Fe粉---食品的干燥剂
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【题目】下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A. 常温下铁遇浓硝酸发生钝化,可用铁质容器贮运浓硝酸
B. Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
C. NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥
D. 浓硫酸有吸水性,可用于干燥HCl气体
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【题目】实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgSO4,含有少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下:
(1)为加快酸溶速率,可采取的办法有______,写出酸溶时废渣中主要成分发生反应的化学方程式为_________________。
(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_________________。
(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+。
①检验溶液中是否含有Fe3+的最佳试剂是_________________。
②为使Fe3+ 尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向水溶液中加入一定量的萃取剂,_______、静置、分液,并重复多次。
③萃取时,向混合溶液(含Fe2+、Al3+、Mg2+)中加入适量盐酸,使Fe2+ 与Cl-生成[FeCl4]-,再用足量的乙醚(Et2O)进行萃取,乙醚与H+结合,生成了离子Et2O·H+,由于[FeCl4]-与Et2O·H+离子容易形成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。该缔合物中,Cl-和Et2O分别取代了Fe2+和H+的配位水分子,并且中和了电荷,具有疏水性,能够溶于乙醚中。因此,就从水相转移到有机相中。该萃取剂不能萃取Al3+、Mg2+的原因是_________。
(4)已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[(Mg(OH)2)=1.0×10-12.pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀。室温下,除去MgSO4溶液中的Al3+(使其浓度小于1×10-6mol·L-1),需加入氨水调节溶液pH的范围为____________。
(5)向滤液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3 沉淀并用蒸馏水洗涤,检验沉淀是否洗净的操作是________________。
(6)干燥时需低温干燥,温度较高时发生副反应,写出MgCO3·3H2O在323K温度时发生转化的化学方程式________________。
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