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    2．过渡金属的单质及化合物很多有催化性能，氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂．实验室中用氯气与粗铜（杂质只有Fe）反应，制备铜的氯化物的流程如下．

    查阅资料：
    氯化亚铜：白色微溶于水，在干燥空气中稳定，受潮则易变蓝到棕色，在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色．
    氯化铜：从水溶液中结晶时，在26～42℃得到二水物，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到无水物．
    （1）现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应（铁架台、铁夹省略）．

    ①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→d、e→h、i→f、g→b．
    ②本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先A后D，这样做的目的是排出空气，防止铜被氧气氧化．
    （2）分析流程：
    ①固体甲需要加稀盐酸溶解，其理由是抑制氯化铜、氯化铁水解；
    ②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的（填序号）c．
    a．NaOH         b． NH3•H2O       c．CuO      d．CuSO4
    ③完成溶液乙到纯净CuCl2•2H2O晶体的系列操作步骤为：加少量盐酸、蒸发浓缩、冷却到26～42℃结晶、过滤、洗涤、干燥．
    （3）向溶液乙中加入适当的还原剂（如SO2、N2H4、SnCl2等），并微热得到CuCl沉淀，写出向乙溶液加入N2H4（氧化产物为无毒气体）的离子方程式：4Cu2++4Cl-+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuCl↓+N2↑+4H+．此反应只能微热的原因是微热维持反应发生，温度过高生成氧化铜水合物．
    （4）若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应，经上述流程只制备CuCl2•2H2O，最终得到干燥产品277g，求制备CuCl2•2H2O的产率108%；（精确到1%）分析出现此情况的主要原因在调节溶液pH时，加入CuO反应生成了CuCl2，使产品质量增加．

    分析 粗铜中杂质只有Fe，与氯气反应得到固体甲中有氯化铜、氯化铁，用盐酸溶解，抑制氯化铜、氯化铁水解，溶液甲中加入X调节溶液pH，得到溶液乙，经过系列操作得到CuCl2•2H2O，故溶液乙为CuCl2溶液，则调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，试剂X可以为CuO、氢氧化铜等，结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃结晶得到CuCl2•2H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体．
    （1）①A装置制备氯气，C装置吸收氯气中的HCl，E装置干燥氯气，D装置中Cu与氯气反应，B装置吸收未反应的氯气，防止污染空气；
    ②应先制备氯气，排出装置中空气，防止铜被氧气氧化；
    （2）①氯化铜、氯化铁在溶液中会发生水解；
    ②调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，且不能引入新杂质；
    ③结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃得到CuCl2•2H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体；
    （3）氯化铜与N2H4反应得到CuCl，氧化产物为无毒气体，即为氮气，由元素守恒可知，反应还生成HCl；
    由于CuCl在热水中迅速水解生成氧化铜水合物，应微热维持反应发生，防止CuCl水解生成氧化铜水合物；
    （4）根据Cu元素守恒计算CuCl2•2H2O理论质量，进而计算其产率；在调节溶液pH时，加入CuO或氢氧化铜，会导致CuCl2•2H2O质量增大．

    解答 解：粗铜中杂质只有Fe，与氯气反应得到固体甲中有氯化铜、氯化铁，用盐酸溶解，抑制氯化铜、氯化铁水解，溶液甲中加入X调节溶液pH，得到溶液乙，经过系列操作得到CuCl2•2H2O，故溶液乙为CuCl2溶液，则调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，试剂X可以为CuO、氢氧化铜等，结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃得到CuCl2•2H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体．
    （1）①A装置制备氯气，C装置吸收氯气中的HCl，E装置干燥氯气，D装置中Cu与氯气反应，B装置吸收未反应的氯气，防止污染空气，按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→d、e→h、i→f、g→b，
    故答案为：d、e、f、g、b；
    ②应先制备氯气，排出装置中空气，防止铜被氧气氧化，故加热的顺序为先A后D，
    故答案为：A；D；排出空气，防止铜被氧气氧化；
    （2）①氯化铜、氯化铁在溶液中会发生水解，用盐酸溶解，可以抑制氯化铜、氯化铁水解，
    故答案为：抑制氯化铜、氯化铁水解；
    ②调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，且不能引入新杂质，而氢氧化钠、氨水、硫酸铜均引入杂质，故选：c；
    ③结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃结晶得到CuCl2•2H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体，
    故答案为：冷却到26～42℃结晶；过滤；
    （3）氯化铜与N2H4反应得到CuCl，氧化产物为无毒气体，即为氮气，由元素守恒可知，反应还生成HCl，反应离子方程式为：4Cu2++4Cl-+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuCl↓+N2↑+4H+；
    由于CuCl在热水中迅速水解生成氧化铜水合物，应微热维持反应发生，防止CuCl水解生成氧化铜水合物；
    故答案为：4Cu2++4Cl-+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4CuCl↓+N2↑+4H+；微热维持反应发生，温度过高生成氧化铜水合物；
    （4）根据Cu元素守恒，CuCl2•2H2O理论质量为$\frac{100g×96%}{64g/mol}$×171g/mol=256.5g，故其产率为$\frac{277g}{256.5g}$×100%=108%；在调节溶液pH时，加入CuO反应生成了CuCl2，使产品质量增加，
    故答案为：108%；在调节溶液pH时，加入CuO反应生成了CuCl2，使产品质量增加．

    点评 本题考查实验制备方案，涉及对装置的分析评价、物质的分离提纯、对操作的分析评价、含量测定等，注意对题目信息的提取应用，侧重考查学生分析解决问题的能力、知识迁移运用能力，难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    12．用图表示的一些物质或概念间的从属关系中错误的是（　　）
    XYZ
    A苯的同系物芳香烃芳香族化合物
    B钢铁合金混合物
    C电解质离子化合物化合物
    D碱性氧化物金属氧化物氧化物
    A．AB．BC．CD．D

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．某兴趣小组依据CO2+2Mg$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，推测Mg与SO2在隔绝空气条件下反应后，剩余固体M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一种或几种．为了验证推测，进行以下实验．请回答有关问题．
    实验Ⅰ按图1所示进行实验．
    （1）实验前需除去镁条表面氧化膜．用简易的物理方法除氧化膜的操作是用砂纸打磨；
    （2）实验室制取二氧化硫的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；
    （3）上述装置存在不合理之处，请提出1项改进建议硬质玻璃管与烧杯间添加一个安全瓶（或尾气吸收时应防倒吸）；
    （4）实验时，先通入SO2直到品红溶液褪色现象出现后，再点燃酒精灯；此操作目的是除去装置内的空气．
    实验Ⅱ确定固体M的成分．
    实验装置如图2所示．将分液漏斗中稀硫酸（足量）加入到烧瓶中，完全反应后，实验现象如下：

    （5）实验时，B装置中反应的化学方程式为H2S+Zn（CH3COO）2=ZnS↓+2CH3COOH；
    （6）已知镁的相对原子质量为24，则固体M中金属镁的质量为$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$g；实验前装置内有空气，对金属镁质量的测定结果的影响是不影响（填偏低、偏高、无影响）；
    （7）依以上实验，可确定固体M的成分有4种（填数字）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    10．KMnO4能与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    17．下列叙述正确的是（　　）
    A．苯与溴水混合后因发生反应而使溴水褪色
    B．在苯中加入酸性KMnO4溶液，振荡后静置，下层液体未褪色
    C．1mol苯能与3mol H2发生加成反应，说明在苯环中含有3个双键
    D．用冰冷却苯，苯可以凝结成无色的晶体

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）．某课题小组以此粉末为原料，设计如图1工艺流程对资源进行回收，得到Ce（OH）4和硫酸铁铵矾：

    已知：
    Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce3+易水解，Ce4+有较强氧化性；
    Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸；
    Ⅲ．硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理．
    （1）滤液A的主要成分Na2SiO3（填写化学式）．
    （2）写出反应①的离子方程式2 CeO2+H2O2+6H+═2Ce3++O2↑+4H2O．
    （3）反应①之前要洗涤滤渣B，对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次
    （4）稀土元素的提纯，还可采用萃取法．已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为Ce2（SO4）3 （水层）+6HT（有机层）?2CeT3（有机层）+3H2SO4（水层），分液得到CeT3 （有机层），再加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液．可选择硫酸作反萃取剂的原因是加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce3+进入水层．
    （5）用滴定法测定制得的Ce（OH）4产品纯度．

    所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得该Ce（OH）4产品的质量分数偏大．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
    （6）已知Fe3+沉淀的pH范围：2.2～3.2，Fe2+沉淀的pH范围：5.8～7.9，Zn2+沉淀的pH范围：5.8～11.0，pH＞11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-．现用FeSO4溶液（含有ZnSO4杂质）来制备硫酸铁铵矾．实验中可选用的试剂：KMnO4溶液、30%H2O2、NaOH溶液、饱和石灰水、稀H2SO4溶液、稀盐酸．
    实验步骤依次为：
    ①向含有ZnSO4杂质的FeSO4溶液中，加入足量的NaOH溶液至pH＞11，过滤、洗涤；
    ②将沉淀溶解在足量的稀硫酸中，并加入适量30%H2O2溶液，充分反应；
    ③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液，蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、常温晾干，得硫酸铁铵晶体（NH4） Fe（SO4）2•12H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物．现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响．
    【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比实验：
    （1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）
    实验编号实验目的T/KpHc/10-3 mol•L-1
    H2O2Fe2+
    ①为以下实验作参照29836.00.30
    ②探究温度对降解反应速率的影响3
    ③298106.00.30
    【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图
    （2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150s内的反应速率：v（p-CP）=8.0×10-6mol•L-1•s-1；
    【解释与结论】
    （3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大．但后续研究表明：温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：过氧化氢在温度过高时迅速分解；
    （4）实验③得出的结论是：pH等于10时，反应不能（填“能”或“不能”）进行；
    【思考与交流】
    （5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来．根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10（其他合理答案均可）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．某同学分析Zn与稀H2SO4的反应．
    （1）该反应的离子方程式是Zn+2H+=Zn2++H2↑．
    （2）制H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是浓H2SO4具有强氧化性，不能生成氢气．
    （3）已知：Zn（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=ZnO（s）△H=-332kJ/mol
    ZnO（s）+H2SO4（aq）=ZnSO4（aq）+H2O（l）△H=-112kJ/mol
    H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-286kJ/mol
    则Zn与稀H2SO4反应生成1mol H2 时的反应热△H=-158kJ/mol．
    （4）该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素．
    实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：
    1分钟水滴数（断开K）345986117…102
    1分钟水滴数（闭合K）5881112139…78
    分析反应过程中的水滴数，请回答：
    ①由水滴数58＞34、81＞59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率快（填“快”或“慢”），主要原因是形成原电池反应速度快．
    ②由水滴数102＞78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是断开K时，溶液中的c（H+）大于闭合K时溶液中的c（H+）．
    ③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86＞81、117＞112的主要原因是断开K时，反应的化学能主要转化成热能，闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    12．下表列出了A-R九种元素在周期表中的位置，用元素符号或化学式填空．

    主族
    周期    		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
    2EF
    3ACDGR
    4BH
    （1）这九种元素中：
    化学性质最不活泼的是Ar；
    金属性最强的是K；
    最高价氧化物的水化物碱性最强的碱是KOH；
    最高价氧化物的水化物酸性最强的酸是HClO4．
    （2）D元素的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
    （3）A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列的为K＞Na＞Mg．
    （4）F的氢化物的电子式；G、H 氢化物的稳定性递减的顺序是HCl＞HBr．
    （5）H元素跟A元素形成的化合物的化学式是NaBr；A2F2的电子式是；．
    （6）B和F两种元素形成的2：1型化合物属于离子化合物（填“离子化合物”或“共价化合物”），请用电子式表示其形成过程．

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