精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
2.已知:I2+2S2O32-═S4O62-+2I-.相关物质的溶度积常数见下表:
物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuI
Ksp2.2×10-202.6×10-391.7×10-71.3×10-12
(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体,加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 ,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=2.6×10-9mol/L.
过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2•2H2O晶体.
(2)在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是在干燥的HCl气流中加热脱水.
(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀.用0.100 0mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL.
①可选用淀粉溶液作滴定指示剂,滴定终点的现象是蓝色褪去,溶液中30s内不恢复原色;
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
③该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为95%.

分析 (1)加入的物质用于调节pH以除去杂质,主要将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,且不能引入新杂质,先根据溶液的pH计算氢离子浓度,再结合水的离子积常数计算氢氧根离子浓度,最后根据c(Fe3+)=$\frac{Kw[Fe(OH){\;}_{3}]}{C{\;}^{3}(OH{\;}^{-})}$计算c(Fe3+);
(2)加热时促进氯化铜的水解且生成的氯化氢易挥发造成水解完全,要想得到较纯的无水氯化铜应在氯化氢气流中抑制其水解;
(3)依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应,生成碘化亚铜沉淀,和碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,依据碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定到终点,发生反应离子方程式计算分析.

解答 解:(1)为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体要除去氯化铁,则溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,加入物质能与酸反应能转化为氯化铜,所以应该加入含铜元素和氢氧根离子的物质,可以是氢氧化铜或碱式碳酸铜;溶液的pH=4,所以溶液中氢离子浓度为10-4 mol/L,则氢氧根离子浓度为10-10 mol/L,c(Fe3+)=$\frac{Kw[Fe(OH){\;}_{3}]}{C{\;}^{3}(OH{\;}^{-})}$=$\frac{2.6×10{\;}^{-39}}{(1×10{\;}^{-10}){\;}^{3}}$=2.6×10-9mol/L,
故答案为:Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 ;2.6×10-9mol/L;
(2)由于CuCl2在加热过程中水解被促进,且生成的HCl又易挥发而脱离体系,造成水解完全,碱式氯化铜或氢氧化铜,以至于得到CuO固体,而不是CuCl2,要想得到较纯的无水氯化铜应在氯化氢气流中抑制其水解,
故答案为:在干燥的HCl气流中加热脱水;
(3)测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀.用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL;反应的化学方程式为:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,
①硫代硫酸钠滴定碘单质,利用碘单质遇淀粉变蓝选择指示剂为淀粉;终点为蓝色褪去,溶液中30s内不恢复原色,
故答案为:淀粉溶液;蓝色褪去,溶液中30s内不恢复原色;
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
故答案为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
③依据2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
得到       2Na2S2O3 ~2Cu2+
            2            2
0.1000mol/L×0.0200L    0.002mol
则CuCl2•2H2O的物质的量为:0.002mol,
试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为:$\frac{0.002mol×171g/mol}{0.36g}$×100%=95%,
故答案为:95%.

点评 本题考查Ksp计算和物质制备,为高频考点,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力,题目涉及利用平衡移动原理、氧化还原滴定分析解答,明确滴定过程的反应原理和计算方法是解本题的关键,注意加热灼烧CuCl2溶液和CuSO4溶液得到固体的区别,为易错点,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

20.根据要求回答下列问题:
如图为实验室某浓硫酸试剂瓶的标签,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度为18.4mol/L
(2)某学生欲用上述浓硫酸和蒸馏水配制250mL物质的量浓度为0.4mol•L-1的稀硫酸,该学生需要量取5.4mL上述浓硫酸进行配制.
(3)为配制(2)中的稀硫酸,下列可供选用的仪器中,一定用到的是①②③⑦(填编号),配制过程中还缺少的仪器是250mL容量瓶(填写仪器名称)
①玻璃棒;②胶头滴管;③量筒;④药匙;⑤圆底烧瓶;⑥天平;⑦烧杯;⑧普通漏斗
(4)取上述配制好的硫酸溶液50mL与足量的铝反应,所得溶液中c(Al3+)=$\frac{4}{15}$mol/L(忽略溶液体积的变化),检验溶液中SO42-存在的方法:取少量试液,向其中滴入盐酸,无现象,再加氯化钡溶液出现白色沉淀,即存在SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.硝基苯是重要的精细化工原料,是医药和染料的中间体,还可做有机溶剂.制备硝基苯的过程如下:
①配制混酸:组装如图反应装置.取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸,加入漏斗中,把18mL苯加入三颈烧瓶中.
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀.
③在50~60℃下发生反应,直至反应结束.
④除去混和酸后,粗产品依次用蒸馏水和100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品.
已知(1)+HNO3(浓)$\frac{50~60℃}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$++H2O
+HNO3(浓)$\frac{95%}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$++
(2)可能用到的有关数据如表
物质熔点/℃沸点/℃密度(20℃)/g•cm-3溶解性
5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
1,3二硝基苯893011.57微溶于水
浓硝酸-831.4易溶于水
浓硫酸-3381.84易溶于水
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸.
(2)恒压滴液漏斗的优点是可以保持漏斗内压强与发生器内压强相等,使漏斗内液体能顺利流下.
(3)实验装置中长玻璃管可用冷凝管(球形冷凝管或直行冷凝管均可)代替(填仪器名称).
(4)反应温度控制在50~60℃的原因是防止副反应发生.
(5)反应结束后产品在液体的下层(填“上”或者“下”),分离混酸和产品的操作方法为分液.
(6)实验前要配制100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管、烧杯 用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净?取最后一次洗涤液,向溶液中加入氯化钙,无沉淀生成,说明已洗净.
(7)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入氯化钙除去水,然后蒸馏.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物.(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出.请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是三颈烧瓶.
(2)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷.写出该反应的化学方程式CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O.
(3)理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢等.熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子,打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物.B、C中应盛放的试剂分别是硝酸银、高锰酸钾溶液或溴水.
(4)在实验过程中,发现A中液体由无色逐渐变成黑色,该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O,可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管,以免污染空气.
(5)相关有机物的数据如下:
物质熔点/0C沸点/0C
1-丁醇-89.5117.3
1-溴丁烷-112.4101.6
丁醚-95.3142.4
1-丁烯-185.3-6.5
为了进一步精制1-溴丁烷,继续进行了如下实验:待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管,塞上带温度计的橡皮塞,关闭a,打开b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水从d(填c或d)处流入,迅速升高温度至101.6℃,收集所得馏分.
(6)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4g、13.0g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是70%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.阿司匹林(乙酰水杨酸,)是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药.乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128℃~135℃.
某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,反应原理如下:

制备基本操作流程如下:

主要试剂和产品的物理常数如下表所示:
名称相对分子质量熔点或沸点(℃)
水杨酸138158(熔点)微溶
醋酸酐102139.4(沸点)易水解
乙酰水杨酸180135(熔点)微溶
请根据以上信息回答下列问题:
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥的仪器的原因是醋酸酐和水易发生反应.
(2)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是水浴加热.
(3)提纯粗产品流程如下,加热回流装置如图:

①使用温度计的目的是控制加热的温度,防止乙酰水杨酸受热易分解.
②冷凝水的流进方向是a(填“a”或“b”);
③趁热过滤的原因是防止乙酰水杨酸结晶析出.
④下列说法正确的是abc(填选项字母).
a.此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是做溶剂
b.此种提纯粗产品的方法叫重结晶
c.根据以上提纯过程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低温时大
d.可以用紫色石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
(4)在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最终称得产品质量为2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%(用百分数表示,小数点后一位).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.钼(Mo)是一种过渡金属元素,通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能.如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图,已知钼酸难溶于水.

(1)写出反应①的化学方程式:2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MoO3+4SO2
(2)写出反应②的化学方程式:MoO3+2NH3•H2O=(NH42MoO4
(3)反应①的尾气可以用碳酸钠溶液吸收.已知
化学式电离常数
H2SO3K1=1.3×10-2,K2=6.2×10-8
H2CO3K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
根据表中提供的数据可知,在溶液中不能大量共存的微粒是CD
A.HCO3-、HSO3-    B HCO3-、SO32-
C.HCO3-、H2SO3   D HSO3-、CO32-
向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫,写出反应的离子方程式:2CO32-+SO2+H2O=SO32-+2HCO3-
(4)如果在实验室模拟操作1和操作2,则需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒.
(5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+2H2,CH4+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2.含甲烷体积分数为80%的10L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应,甲烷转化率为90%,用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼,理论上能生产钼的质量为41.1g(小数点后保留1位,钼的相对原子质量为96).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.工业上用黄铁矿(主要成分:FeS2,含有少量Fe2O3和SiO2,其它杂质不考虑)制备高效净水剂K2FeO4的工业流程如图:

已知:25℃时,Fe(OH)3的KSP=1.0×10-38;溶液中离子浓度小于10-5mol•L-1时,认为离子沉淀完全.请回答:
(1)写出制备副产物“氮肥”的化学方程式2SO2+4NH3.H2O+O2=2(NH42SO4+2H2O.
(2)由FeCl3溶液制备Fe(OH)3时,若使溶液中的Fe3+沉淀完全,需调节溶液的pH至少为3.Fe(OH)3转化为Na2FeO4的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.
(3)高温煅烧黄铁矿的化学方程式为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2
(4)操作I的具体步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
(5)检验煅烧后生成气体中有SO2的方法为将生成的气体通入品红溶液中,褪色,加热,又恢复红色,则气体为二氧化硫.
(6)工业上也可用Fe做阳极电解KOH溶液的方法制备K2FeO4,则阳极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.工业上制取硝酸铵的流程图如图1,请回答下列问题:

(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是氧化炉,其中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O.
(2)此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网.1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如图2:

分别表示N2、H2、NH3.图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、在催化剂表面,N2、H2中化学键断裂.
(3)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是利用余热,节约能源;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是使NO循环利用,全部转化成HNO3
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO2=7N2+12H2O(NO也有类似的反应)
以上两种方法中,符合绿色化学的是氨气还原法 .
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3.已知:由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的53%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.请回答氯碱工业的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品.理论上k=$\frac{M(C{l}_{2})}{2M(NaOH)}$=$\frac{71}{80}$=1:1.13或0.89
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②盐酸 ③BaCl2,这三种试剂添加的合理顺序是③①②(填序号)
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.

①图中X、Y分别是Cl2、H2(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小a%小于b%.
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应:O2+4e-+2H2O=4OH-、H2-2e-+2OH-=2H2O.

查看答案和解析>>

同步练习册答案