精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
10.CuCl2、CuCl是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,一种制备铜的氯化物的流程如图1:

请回答下列问题:
(1)如图2装置进行反应①,导管a通入氯气(夹持仪器和加热装置省略).观察到的现象是试管内有棕色烟产生,写出铜与氯气反应的化学方程式Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2
(2)上述流程中固体K溶于稀盐酸的目的是避免Cu2+水解.试剂X、固体J的物质分别为c.
a.NaOH   Fe(OH)3 b.NH3•H2O  Fe(OH)2
c.CuO    Fe(OH)3    d.CuSO4     Cu(OH)2
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀.写出制备CuCl的离子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(4)反应后,如图盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效.该红褐色沉淀的主要化学式是Fe(OH)3.该腐蚀过程的正极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
(5)以石墨为电极,电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出,写出此过程中阴极上的电极反应式Cu2++e-+Cl-=CuCl.

分析 粗铜(含杂质Fe)与氯气反应生成氯化铁和氯化铜,加稀盐酸溶解,形成氯化铁和氯化铜溶液,同时抑制氯化铜、氯化铁水解,溶液1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2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、冷却结晶得到CuCl2•2H2O,再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体.
(1)铜在氯气中燃烧产生棕色氯化铜烟;
(2)氯化铜、氯化铁在溶液中会发生水解,铜盐水解生成氢氧化铜,保持溶液呈强酸性,避免铜离子水解损失,调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe(OH)3沉淀;
(3)铜离子是氧化剂,SO2是还原剂,生成CuCl和SO42-
(4)氢氧化钠溶液吸收氯气,生成有次氯酸钠,生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀,碳等杂质为正极,铁为负极,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,红褐色沉淀为氢氧化铁,正极上ClO-得电子生成Cl-
(5)Cu2+在阴极上得电子,铜元素的化合价可以降至+1价、0价,部分CuCl析出是Cu2+得到电子生成CuCl,结合电荷守恒配平书写电极反应.

解答 解:(1)铜在氯气中燃烧生成固体氯化铜,观察到棕黄色的烟,反应为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2
故答案为:试管内有棕色烟产生;Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2
(2)氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解,直接用水溶液配制溶液会产生浑浊,所以加入过量的盐酸来溶解氯化铜、氯化铁,以抑制氯化铜、氯化铁水解;用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应,且不引入Cu2+之外的离子,故用CuO或Cu2(OH)或Cu2(OH)2CO3,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,
故答案为:避免Cu2+水解;c;
(3)根据信息可知:在加热条件下,SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-,其反应的离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(4)氢氧化钠溶液吸收氯气,生成有次氯酸钠,生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀,碳等杂质为正极,铁为负极.负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,Fe2++2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,红褐色沉淀为氢氧化铁,
故答案为:Fe(OH)3;ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
(5)以石墨为电极,电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出,阴极上是得到电子发生还原反应,Cu2+得到电子生成CuCl,电极反应为:Cu2++e-+Cl-=CuCl,
故答案为:Cu2++e-+Cl-=CuCl.

点评 本题以实验室制备氯化铜为背景,考查了物质的制备实验操作、离子检验、除杂质、离子方程式的书写、原电池原理的应用等,题目涉及的知识点较多,侧重于基础知识的综合应用的考查,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:解答题

14.为了探究Cu(NO32的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验.
Ⅰ.Cu(NO32 的氧化性
将光亮的铁丝伸入Cu(NO32 溶液中,一段时间后将铁丝取出.为检验溶液中Fe 的氧化产物,将
溶液中的Cu2+除尽后,进行了如下实验.可选用的试剂KSCN 溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水.
(1)请完成下表:
 操作 反应或现象 结论
 取少量除尽Cu2+后的溶液于试管中,加入①溶液,振荡 显性② 存在Fe3+
 取少量除尽Cu2+后的溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,振荡 离子方程式③ 存在Fe2+
Ⅱ.Cu(NO32的热稳定性
在如图1所示的实验装置A 中,用酒精喷灯对Cu(NO32 固体加强热,产生红棕色气体,在装置C中收集到无色气体,经验证为O2.当反应结束以后,试管中残留固体为红色.

(2)装置B 的作用是除去混合气体中的NO2
(3)从实验安全角度考虑,需要在A、B 间加入装置M,请在方框中如图2出M 装置
(4)如图3为Cu(NO32 样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线).Cu(NO32 
 加热到200℃的化学方程式为2Cu(NO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2CuO+4NO2↑+O2↑,继续高温至1000℃生成Cu2O(填化学式)固体.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列有关物质的使用叙述不合理的是(  )
A.亚硝酸钠是常用的防腐剂
B.婴儿食品可添加着色剂,以增加婴儿对食物的兴趣
C.食用盐既可以做防腐剂,又可以做调味剂
D.药物可以帮助我们战胜疾病,但我们仍需合理用药

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

12.已知一个12C原子的质量为1.99×10-23g,元素R的某种原子每个质量为2.67×10-23g,则元素R的这种原子的摩尔质量为16g/mol.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.资料显示:
a.Na2S2O3、BaS2O3、BaS均易溶于水.
b.SO2、Na2S、Na2CO3反应可生成Na2S2O3
某化学小组据此进行了制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)的探究,实验制备装置如图所示(省略夹持装置):

回答问题:
(1)仪器a的名称是分液漏斗.
(2)装置A中发生反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率.
①B中最好盛装的液体是c.
a.蒸馏水  b.饱和Na2SO3溶液   c.饱和NaHSO3溶液  d.饱和NaHCO3溶液
②如使SO2缓慢进入烧瓶C,正确的操作是控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中.
(4)在装置C中生成Na2S2O3
①完成反应方程式:4SO2+2Na2S+1Na2CO3=3Na2S2O3+CO2
②反应开始先使A中发生反应一会儿,再使C中反应发生,其原因是A中反应一会生成二氧化硫,C中才能反应.
③结束反应后,取C中溶液,经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到Na2S2O3•5H2O.
(5)完成对所得产品的检测的实验:
推测操作和现象结论
杂质中的正盐成分可能有:
Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2SO4
①取Wg产品配成稀溶液;
②向溶液中滴加过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,得沉淀和滤液;
③向沉淀中加入过量盐酸,沉淀完全溶解,并有刺激性气味的气体产生.
④向滤液滴加2滴淀粉溶液,再逐滴加0.100 0mol•L-1碘的标准溶液,至溶液呈紫色不再褪去,消耗碘的标准溶液体积为18.10mL.
产品杂质中:
一定含有Na2SO3
可能含有Na2S、Na2CO3
一定不含有Na2SO4
操作④发生的反应是:
2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I-
产品纯度:$\frac{9}{w}$×100%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.实验室可利用乙二醇、铜或铜的化合物制备乙二醛,右图是某兴趣小组设计的实验装置,右边的反应装置相同,而左边的气体发生装置不同,试管C中装有水,加热装置未画出.试回答:
(1)两套装置中的A、B处都需加热,A处用水浴加热,B处用酒精灯加热,A处用水浴加热的主要优点是产生的气流平稳均匀.
(2)若按甲装置进行实验,B管处装铜粉,则通入A管的X是氧气,B中反应的化学方程式为
(3)若按乙装置进行实验,则B管中应装氧化铜,B中反应的化学方程式为
(4)实验结束后,取C试管中的溶液滴入新制备的银氨溶液中并采用水浴加热可观察到有银镜生成,写出该过程的化学方程式

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注.
(1)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图1所示:
在阳极区发生的反应包括4OH--4e-═2H2O+O2↑和H++HCO3-=H2O+CO2↑.
(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物,工业上利用该反应合成甲醇.
已知:25℃,101KPa下:
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H1=-242kJ•mol-1
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ•mol-1
①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol.
②下面表示合成甲醇的反应的能量的示意图其中正确的是a(填字母序号)

(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置.已知某种甲醇
微生物燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如图2所示:

①该电池外电路电子的流动方向为从A到B(填写“从A到B”或“从B到A”).
②A电极附近甲醇发生的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.乙烯在含有少量SO2、CO2及水蒸气,用下列5中试剂检验这四种气体,混合物通过试剂的顺序依次是(  )
①饱和Na2SO3溶液  ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水   ④无水CuSO4 ⑤品红溶液.
A.④⑤①②③B.④⑤①③②C.⑤①③②④D.④③①⑤②

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.X是一种可用作果实催熟剂的气体.现有如图的反应关系:

已知F是合成高分子化合物,用于制备塑料和合成纤维.
(1)用结构简式表示:ACH3CH2OH、CCH3COOH、F
(2)A→B的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O,反应类型为氧化反应.

查看答案和解析>>

同步练习册答案