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文檔簡介
高考化學(xué)壓軸題專題銅及其化合物推斷題的經(jīng)典綜合題附答案一、銅及其化合物1.將鐵粉、銅粉、氯化鐵溶液、氯化亞鐵溶液和氯化銅溶液,混合于容積合適的燒杯內(nèi),充分反應(yīng)后,試填寫下列空白。(1)若鐵粉有剩余,則溶液中不可能有的離子是(從Fe3+、Cu2+、Fe2+中選填)。(2)若溶液中氯化鐵和氯化銅都有剩余,則不可能有的金屬單質(zhì)是 (從Fe、Cu中選填)。(3)若銅粉有剩余,溶液中不可能含有的離子是(從Fe3+、Cu2+、Fe2+中選填)。【答案】 Fe3+、Cu2+Cu、FeFe3+【解析】【分析】利用共存原理,對各空進行逐一分析。(1)由反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu進行分析,確定鐵粉有剩余時,溶液中不可能有的離子。(2)禾1J用2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+進行分析,確定當(dāng)溶液中氯化鐵和氯化銅都有剩余時,不可能有的金屬單質(zhì)。(3)利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+進行分析,確定銅粉有剩余時,溶液中不可能含有的離子?!驹斀狻?1)從反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu可以看出,當(dāng)鐵粉有剩余時,溶液中能與Fe反應(yīng)的Fe3+、Cu2+不可能存在。答案為:Fe3+、Cu2+;(2)從反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、2Fe>+Cu=2Fe>+Cu2+可以看出,當(dāng)溶液中氯化鐵和氯化銅都有剩余時,與它們能反應(yīng)的 Fe、Cu不可能存在。答案為: Fe、Cu;(3)從反應(yīng)2Fe3++Cu=2Fe*+Cu2+可以看出,當(dāng)銅粉有剩余時,溶液中能與 Cu反應(yīng)的Fe3+不可能存在。答案為: Fe3+?!军c睛】所謂離子共存,是指離子 (包括原子、分子 )間既不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),又不能發(fā)生非氧化還原反應(yīng),從而生成沉淀、氣體、弱電解質(zhì)等物質(zhì)的反應(yīng)。在平時的學(xué)習(xí)中,應(yīng)對基本的反應(yīng)加強記憶,否則,我們無法確定離子間能否共存。2.已知兩種常見金屬 A(地殼中含量第二的金屬 卜B(紅色金屬)分別與兩種酸 X、Y發(fā)生反應(yīng),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中D為紅棕色氣體。7 ③|HaO>C->DF*Ha。^-
G?回答以下問題:(i)反應(yīng)③的離子反應(yīng)方程式為;(2)6.4gB與過量X溶液(8mol/L、60mL)充分反應(yīng)后,生成的還原產(chǎn)物有 GD,反應(yīng)后溶液中所含X為nmol,此時溶液中所含X的陰離子的物質(zhì)的量為―mol。(3)常溫下A與Y的稀溶液能發(fā)生反應(yīng)生成鹽W,關(guān)于固體W的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(無關(guān)物質(zhì)已略去)。其中N是紅棕色的化合物。①M①M由兩種化合物組成,其中含有F;將M通入 BaC2溶液,實驗現(xiàn)象是②若經(jīng)反應(yīng)I得到16g固體N,產(chǎn)生的氣體M恰好被0.3L1molL1NaOH溶液完全吸收得溶液1,則反應(yīng)IV中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是?!敬鸢浮縎O2+NO2+H2O=2H++SC46.4gB與過量X溶液(HNO3)充分反應(yīng)后,生成的還原產(chǎn)物有 NO2、NO,反應(yīng)后溶液中所含HNO6.4gB與過量X溶液(HNO3)充分反應(yīng)后,生成的還原產(chǎn)物有 NO2、NO,反應(yīng)后溶液中所含HNO3為nmol,溶液中所含NO3的物質(zhì)的量為:n(NO3)=n(Cu2+)+3H+【解析】【分析】常見金屬A為地殼中含量第二的金屬,確定為 Fe、B為紅色金屬確定為Cu,根據(jù)D為紅棕色氣體,確定D為NO2,C為NO,X為HNO3;B為Cu,銅可以與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅,二氧化硫和水;生成的二氧化硫有還原性,可以與 NO2反應(yīng)生成硫酸和硝酸,確定B為Cu,丫為硫酸,F(xiàn)為SQ,G為CuSC4;(3)A(Fe)與丫(硫酸)的稀溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,確定W為FeSQ,2FeSO=£!=Fe2O3+SQT+SC3T,氣體M為SC2和SQ的混合物,M與NaOH反應(yīng)生成鹽和水,N為Fe2O3,與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水。 Fe3+具有氧化性和+4價硫元素具有還原性,可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸亞鐵,據(jù)此分析?!驹斀狻?1)根據(jù)以上分析可知,反應(yīng)③為 SO2、NO2和水的反應(yīng),根據(jù)得失電子數(shù)相等和原子守恒配平,得離子反應(yīng)方程式為 SO2+NO2+H2O=2H++SQ2-+NO;答案:SC2+NO2+H2O=2H++SQ2-+no
x2+n=6.4g264gx2+n=6.4g264g/mol+n=n+0.2mol;答案:n+0.2(3)①將M(SQ、SQ)通入BaC2溶液,發(fā)生反應(yīng)SQ+H2O+BaCb=BaSQJ+2HCI,有白色沉淀生成;答案:產(chǎn)生白色沉淀②反應(yīng)I:2FeSQ口'Fe2O3+SO4+SO4;反應(yīng)出Fe2O3+3H2SQ=Fe2(SQ)3+3H2O;根據(jù)固體M(F&O3)的量計算出SO2和SQ的物質(zhì)的量。2FeSQ====Fe2O3+S。T+SOT160g1mol1mol1.6g0.01mol0.01mol反應(yīng)nSO3+2NaOH=Na2SO4+H2O1mol2mol1mol0.01mol0.02mol0.01molSO2+NaOH=NaHSO1mol1mol1mol0.01mol0.01mol0.01mol溶液1為Na2SO4和NaHSQ的混合物;反應(yīng)IV:硫酸鐵具有氧化性,亞硫酸氫鈉具有還原性,根據(jù)得失電子數(shù)相等和原子守恒得出離子方程式2Fe3++HSQ-+H2O=2Fe2++SC42-+3H+;答案:2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SG2-+3H+.有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件已略去)。已知:A為紫紅色金屬,B是強酸,E能使品紅溶液褪色,F(xiàn)是海水的主要成分,H是一種難溶于水的白色固體,摩爾質(zhì)量為99.5gmol-1為99.5gmol-1,I溶液呈黃色,工業(yè)上可作為印刷電路板蝕刻液。請回答下列問題:(1)H的化學(xué)式為。(2)F的電子式為。(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式。(4)寫出反應(yīng)③的離子方程式。【答案】CuCl局[:6:]-Cu+2H2SQ(濃)』CuSQ+SQT+2H2OCuCl+F(3+=Fe2++CU2++C—【解析】【分析】A為紫紅色金屬,則應(yīng)為Cu,B是強酸,E能使品紅溶液褪色,則B是濃硫酸,E為SO2,反應(yīng)①為Cu與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水, F是海水的主要成分,F(xiàn)為NaCl,H是一種難溶于水的白色固體,摩爾質(zhì)量為 99.5gmol-1,則H應(yīng)為CuCl,I溶液呈黃色,工業(yè)上可作為印刷電路板蝕刻液,則I為FeCl3溶液,以此解答該題?!驹斀狻竣鸥鶕?jù)以上分析,H的化學(xué)式為CuCl,因此,本題正確答案是: CuCl;(2)根據(jù)以上分析,F(xiàn)為NaCl,則F的電子式為,因此,本題正確答案是:hh+rq;i";(3)根據(jù)以上分析,反應(yīng)①為 Cu與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,則反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H2SQ(濃CuSO+SQT+2H2O,因此,本題正確答案是:Cu+2H2SQ(濃)j£CuSQ+SQf+2H2O;(4)根據(jù)以上分析,反應(yīng)③為氯化亞銅和氯化鐵溶液發(fā)生的氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:CuCl+Fd+=Fe2++Cu2++C-,因此,本題正確答案是: CuCl+Fe+=Fe2++Cu2++Cl-。.銅器久置于空氣中會和空氣中的水蒸氣、 CC2、O2作用產(chǎn)生綠銹",該綠銹”俗稱銅綠”,化學(xué)式為[CU2(OH)2COs],“銅綠”能跟酸反應(yīng)生成銅鹽和CO2、H2O。某同學(xué)利用下述系列反應(yīng)實現(xiàn)了銅一銅綠一……與同”的轉(zhuǎn)化。(1)從三種不同分類標準回答,“銅綠”屬于哪類物質(zhì)?(2)請寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。⑶寫出B的化學(xué)式。(4)上述轉(zhuǎn)化過程中屬于化合反應(yīng)的是,屬于分解反應(yīng)的是?!敬鸢浮裤~鹽碳酸鹽堿式鹽Ci2(OH)2CO3+4HCl=2CuC2+3H2O+CO2fCuO①④【解析】(1)根據(jù)物質(zhì)的分類方法結(jié)合物質(zhì)的俗稱和物質(zhì)組成進行解答;(2)反應(yīng)②為堿式碳酸銅和鹽酸反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳;(3)Cu(OH)2分解生成CuO;(4)依據(jù)化合反應(yīng)概念和分解還原反應(yīng)的概念判斷.【詳解】(1)銅綠是堿式碳酸銅的俗稱,含有銅元素,其分子式為 [Cu2(OH)2CQ],其陽離子不為氫離子,陰離子不全為氫氧根,故不是酸不是堿,可為銅鹽,含有碳酸根離子,為碳酸鹽,同時又含有氫氧根,也為堿式鹽,故答案為:銅鹽;碳酸鹽;堿式鹽;(2)堿式碳酸銅和鹽酸反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為:Cu2(OH)2CQ+4HCl=2CuC2+3H2O+CQT;(3)Cu(0H)2一④B是氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水,故答案為: CuO;(4)在反應(yīng)過程中:銅一①銅綠一②A-③Cu(OH)2一④B一⑤Cu;銅一①銅綠發(fā)生了化合反應(yīng);銅綠一②是A跟酸反應(yīng)生成銅鹽及CQ、H2O,A為銅鹽是復(fù)分解反應(yīng);A一③Cu(OH)2是銅鹽和堿反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀,是復(fù)分解反應(yīng);Cu(OH)2一④B是氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水,是分解反應(yīng);B一⑤Cu是氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水,是置換反應(yīng);故答案為:①;④..甘肅馬家窯遺址出土的青銅刀是我國最早冶煉的青銅器,由于時間久遠,其表面有一層綠銹“,綠銹"俗稱銅綠”,是銅和空氣中的水蒸氣、 CO2、O2作用產(chǎn)生的,化學(xué)式為[Cu2(OH)2CQ],銅綠”能跟酸反應(yīng)生成銅鹽、 CQ和H2O。某同學(xué)利用以下反應(yīng)實現(xiàn)了銅一->銅綠-->……一-銅”的轉(zhuǎn)化。銅①銅綠②A③Cu(OH)2④B⑤Cu(1)從物質(zhì)分類標準看, 銅綠”屬于(填字母)。A.酸B.堿C.鹽D.氧化物(2)寫出B的化學(xué)式:。(3)請寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:【答案】CCuOCy(OH)2CO3+4HCl=2CuC2+3H2。+CO2T【解析】【分析】根據(jù)題意,銅.銅綠②A③Cu(OH)2④,B⑤Cu,銅被腐蝕生成銅綠,銅綠溶于鹽酸生成銅鹽,然后加堿生成氫氧化銅,氫氧化銅受熱分解生成 CuO,最后氫氣還原CuO得到Cu?!驹斀狻?1)銅綠是堿式碳酸銅的俗稱,所以 Cu2(OH)2CO3屬于堿式鹽,故答案為: C;(2)氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水, Cu(OH)2一④,所以B是CuO;(3)依據(jù)銅一①銅綠一②A一③Cu(OH)2一④B一⑤Cu的變化過程,反應(yīng)②為堿式碳酸銅和鹽酸反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為:Cu2(OH)2CQ+4HCl=2CuC2+3H2O+CQT。.某廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、C「四種離子,某化學(xué)實驗小組設(shè)計下列方案對廢液進行處理,以回收金屬并制備氯化銀、氯化鐵晶體。過量鐵粉度裱 電現(xiàn) >溶液H■ X調(diào)叫■——>逵]——A >Bach\f I―沉淀C―> >氟化鐵晶體鹽酸一.沉癥A一.過濾|——>金屬回答下列問題:(1)寫出向廢液中加入過量鐵粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。(2)沉淀A中含有的金屬單質(zhì)是。(3)下列物質(zhì)中,可以用作試劑 X的是(填寫序號)。A.BaC2 B.BaCO3C.NaOHDBa(OH)2(4)向溶液B中通入Cl2的作用是;實驗過程中該小組同學(xué)用 NaCl固體、MnO2和濃硫酸混合加熱的辦法制得 C12,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;由于C12有毒,某同學(xué)建議用雙氧水替換,請寫出向溶液B中加入雙氧水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式?!敬鸢浮縁e+Cu2+=F€2++Cu、Fe+2F/=3Fe2+鐵、銅BD將Fe2+氧化成Fe3+2NaCl+MnO2+3H2SO4(濃)-^^2NaHSO4+MnSO4+CI2T+2H2O2Fe2++2H++也。2=2Fe3++2H2O【解析】【分析】加入的過量的鐵屑,由于鐵的化學(xué)性質(zhì)比銅活潑,因此可以把金屬銅從鹽溶液中置換出來,同時Fe3+能氧化單質(zhì)鐵生成Fe2+,因此在過濾得到的沉淀 1中含有的金屬單質(zhì)銅過量的鐵;濾液含有二價鐵離子、鋼離子、氯離子,通入 C12將二價鐵氧化成三價鐵離子,再加堿調(diào)節(jié)pH值使三價鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而除去,所以沉淀 2為氫氧化鐵,進一步轉(zhuǎn)化成氯化鐵晶體,而濾液 2則只剩氯化鋼溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥進一步轉(zhuǎn)化成氯化鋼固體。據(jù)此分析?!驹斀狻?1)向廢液中加入過量鐵粉發(fā)生的反應(yīng)中屬于置換反應(yīng)的是鐵把金屬銅從鹽溶液中置換出來,同時Fe3+能氧化單質(zhì)鐵生成Fe2+,反應(yīng)的離子方程式為Fe+Ci2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案為:Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2F建+=3Fe2+;(2)廢液中含有Fe3+、Cu2+兩種金屬離子,加入過量的鐵粉后,銅離子被還原成金屬銅,所以在第①得到的沉淀中含有金屬銅和過量的鐵,故答案為:銅、鐵;(3)根據(jù)以上分析,加試劑X調(diào)節(jié)pH值使三價鐵離子轉(zhuǎn)變成氫氧化鐵沉淀而不能引入新的雜質(zhì),所以選BD,故答案為:BD;(4)向溶液B中通入C12可以將F^+氧化成Fe3+;NaCl固體與濃硫酸混合加熱生成氯化氫、氯化氫與MnO2加熱反應(yīng)生成Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl+H2SO4(濃)NNa2SO4+2HClT,MnO2+4HC14MnCl2+Cl2T+2HO或2NaCl+MnO2+3H2SC4(濃)-^-2NaHSC4+MnSO4+CI2T+2H2O;向溶液B中加入雙氧水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案為:將Fe2+氧化成Fe3+;2NaCl+MnO2+3H2SO4(濃)上工2NaHSQ+MnSO4+CI2T+2H2O;2Fe2++2H++4。2=2Fe3++2H2O。7.氧化亞銅(Cu2O)是一種用途廣泛的光電材料,某工廠以硫化銅礦石 (含CuFeS、Cu2S等)為原料制取CU2O的工藝流程如下:5爐氣稀硫酸試劑某試劑YKOHN工也電育F~二降庶式。,口;口、即。等邛的T調(diào)phH用原陋嗝產(chǎn)_料渣I 料渣口常溫下幾種物質(zhì)開始形成沉淀與完全沉淀時的 pH如下表:Fe(OH)2Fe(OH?Cu(OH)2開始沉淀7.52.74.8完全沉淀9.03.76.4(1)爐氣中的有害氣體成分是,Cu2s與O2反應(yīng)時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。(2)試劑X是H2O2溶液,當(dāng)試劑X是時,更有利于降低生產(chǎn)成本。(3)加入試劑丫調(diào)pH時,pH的調(diào)控范圍是。(4)還原”步驟中為提高N2H4轉(zhuǎn)化率可采取的措施有(填序號)。a.不斷攪^使N2H4和溶液充分接觸 b.增大通入N2H4的流速c.減少KOH的進入量 d減小通入N2H4的流速(5)寫出用N2H4制備Cu2O的化學(xué)方程式為(6)操彳X包括烘干,其中烘干時要隔絕空氣,其目的是。(7)以銅與石墨作電極,電解濃的強堿性溶液可制得納米級 Cu2O,寫出陽極上生成Cu2O的電極反應(yīng)式為(8)工業(yè)上用氨氣生產(chǎn)氫氟酸(HCN的反應(yīng)為:CH4(g)+NH3(g)?HCN(g)+3W(g)AH>0o其他條件一定,達到平衡時NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如圖所示。則X可以是(填字母序號)XXnNH3a.溫度b壓強c催化劑d. nCH490c【答案】SQ2:1空氣或氧氣3.7<pH<4.8ad4CuSO+N2H4+8KOH^=2C*O+N2T+4K2SQ+6H2O防止Cu2O被空氣中氧氣氧化 2Cu—2e+2OH=Cu2O+H2Obd【解析】【分析】硫化銅礦石(含CuFeS、Cu2s等)預(yù)處理后與氧氣焙燒: 2CuFe8+4O2h"Cu2S+3SQ+2FeO、Cu2S+2Q 2CuO+SO2.部分FeO被氧化為Fe2O3,得到相應(yīng)的金屬氧化物和SQ,加入稀硫酸溶解金屬氧化物,得到含有 Cu2+、Fe2+、Fe3+的酸性溶液,加入試劑X將Fe2+氧化為Fe3+,加入試劑Y調(diào)節(jié)pH3.7?4.8沉淀Fe3+,過濾,將濾液用KOHN2H4還原,反應(yīng)為:4CuSQ+N2H4+8KOH 2C—O+N2T+4KSO+6H2O,過濾,洗滌、隔絕空氣烘干,制得 CU2O0【詳解】(1)根據(jù)流程,礦石與氧氣高溫反應(yīng)得到金屬氧化物和 SQ;Cu2s與O2反應(yīng)為CU2S+2Q2CuO+SQ,氧化劑為氧氣,還原劑為 Cu2S,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1;(2)若試劑X是H2O2溶液,將Fe2+氧化為Fe3+;酸性條件下,。2也可將Fe2+氧化為Fe3+,而氧氣或空氣價格遠低于過氧化氫,故可用氧氣或空氣替代;(3)加入試劑Y的目的是調(diào)節(jié)pH完全沉淀FeT,但不沉淀Cu2+,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH范圍為:3.7<pH<4.8;(4)還原過程中發(fā)生的反應(yīng)是4CuSO4+N2H4+8KOH""2Cu2O+NT+4KSO+6H2O,提高N2H4的轉(zhuǎn)化率,則N2H4要充分反應(yīng);a.不斷攪拌,增加N2H4與溶液的接觸面,使得N2H4充分反應(yīng),a符合題意;b.增大通入N2H4的流速,有部分N2H4來不及反應(yīng),轉(zhuǎn)化率會降低, b不符合題意;c.減少KOH的進入量,該反應(yīng)需要消耗堿,如果沒有堿,反應(yīng)速率減慢,轉(zhuǎn)化率降低,c不符合題意;d.減小通入N2H4的流速,能夠使得N2H4反應(yīng)更加充分,轉(zhuǎn)化率增加, d符合題意;綜上ad符合題意;(5)根據(jù)分析N2H4制備Cu2O的化學(xué)方程式為4CuSQ+N2H4+8KOH2Cu2O+N2T+4KSO+6H2O;(6)操彳X為過濾,洗滌、隔絕空氣烘干,制得 Cu2O,因為Cu2O可以被O2氧化,在加熱條件下易被空氣氧化,故烘干過程要隔絕空氣;(7)以銅與石墨作電極,電解濃的強堿性溶液可制得納米級 Cu2O,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cu-2e+2OH=Cu2O+H2O;(8)根據(jù)圖示,NH3的轉(zhuǎn)化率隨著X的增加而減?。籥.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動, NH3的轉(zhuǎn)化率增加,與圖像不符, a不符合題意;
NH3的轉(zhuǎn)化率減NH3的轉(zhuǎn)化率減小,與圖像相符,b符合題意;c.催化劑增加化學(xué)反應(yīng)速率,但是不影響平衡移動, NH3轉(zhuǎn)化率不變,與圖像不符, c不符合題意;nNH3d.CL.增加,平衡正向移動,但是NH3的轉(zhuǎn)化率減小,與圖像相符, d符合題意;nCH4綜上bd符合題意?!军c睛】問題(8)中的d項,可以從等效角度思考,在恒壓的條件下, NH3要達到相同的轉(zhuǎn)化率要加入同等比例的CH4,才可以。如果只加入NH3,則CH4的轉(zhuǎn)化率增加,而NH3自身的轉(zhuǎn)化率會降低。.實驗室以海綿銅(主要成分為 Cu和CuO)為原料制取CuCl的主要流程如圖:HzSO< tNH1KsOzMLC1看爆舊JiTI過用11 卜7總?……c?ci已知:①CuCl為白色固體,難溶于水和乙醇,可溶于氯離子濃度較大的溶液中。②CuCl有水存在時在空氣中易被氧化,在酸性條件下較穩(wěn)定。(1)溶解”時選用約為0.5mol?L-1的硫酸,過程中無氣體產(chǎn)生。若硫酸濃度過大,反應(yīng)會產(chǎn)生NO、NO2等有害氣體,NH4NO3的用量會―(填增大”或減小”或不變”)。(2)轉(zhuǎn)化”步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為―。加入的(NH4)2SO3需要適當(dāng)過量的原因是。Cu2+(3)氯化錢用量[n(NH4Cl)]與CuCu2+n(Cu)沉淀率增加,但當(dāng)氯化錢用量增加到一定程度后 Cu2+的沉淀率減少,其原因是(4)檢驗CuCl沉淀是否洗滌完全的方法是一。(5)若CuCl產(chǎn)品中混有少量CaSQ,設(shè)計提純CuCl的實驗方案:(實驗中可選試劑:0.1mol?L-1鹽酸、10mol?L-1鹽酸、蒸儲水、無水乙醇)【答案】增大 2Cu2++SQ2-+2C「+H2r2CuClJ+SO-+2H+使Cu2+充分還原,保證Cu2+的還原速率,防止CuCl被空氣氧化生成的氯化亞銅又溶解于氯化錢溶液中 取少許最后一次洗滌液,滴入1?2滴氯化鋼溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全 向產(chǎn)品中加入10mol?L-1鹽酸溶液,不斷攪拌,至固體不再溶解,過濾,向濾液中加蒸儲水至大量固體析出,過濾,再用無水乙醇洗滌2?3次,干燥【解析】【分析】實驗室流程中,海綿銅(主要成分為Cu和CuO)中加入硝酸鏤和硫酸,酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是 Cu和少量CuO)生成硫酸銅,濾液中含有Cu2+,NH4+,H+,SO42-,NO3-。過濾后在濾液中加入亞硫酸銨,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SQ2-+2C「+H2O=2CuCl>SOi2-+2H+,得到的產(chǎn)品CuCl,據(jù)此分析?!驹斀狻浚?)若硫酸濃度過大,實際會發(fā)生濃硝酸與銅的反應(yīng),產(chǎn)生 NO、NO2等有害氣體,與相同質(zhì)量的銅反應(yīng)時,硝酸根消耗量增大, NH4NO3的用量增大。(2)轉(zhuǎn)化”步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2Cu2++SQ2-+2C「+H2r2CuClJ+SO-+2H+。CuCl在酸性條件下較穩(wěn)定,加入的( NH4)2SQ需要適當(dāng)過量的原因是使Cu2+充分還原,保證Cu2+的還原速率,防止CuCl被空氣氧化。(3)步驟③中銅離子與亞硫酸鏤發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 CuCl,發(fā)生2Cu2++SQ2-+2C「+H2O—2CuClJ+SO-+2H+,CuCl可溶于氯離子濃度較大的溶液中。當(dāng)氯化鏤用量增加到一定程度后,氯化亞銅的沉淀率減少,原因是生成的氯化亞銅又溶解于氯化銨溶液中;(4)檢驗CuCl沉淀是否洗滌完全的本質(zhì)是檢查是否有 Cu+殘留,檢驗的方法是取少許最后一次洗滌液,滴入1?2滴氯化鋼溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全。(5)由題目已知資料可知, CuCl難溶于水和乙醇,可溶于氯離子濃度較大的溶液中。若CuCl產(chǎn)品中混有少量CaSO,向產(chǎn)品中加入10mol?L-1鹽酸溶液,不斷攪拌,至固體不再溶解,過濾,向濾液中加蒸儲水至大量固體析出,過濾,再用無水乙醇洗滌2?3次,干燥即可得到純凈氯化亞銅。.我國古代許多著作在化學(xué)學(xué)科知識上都體現(xiàn)出了一定水平的認識。其中《管子 ?地數(shù)》中有記載:“上有丹沙者,下有黃金;上有慈石者,下有銅金?!盜.“丹沙者丹砂也”,丹砂是古代煉丹的重要原料,也是實驗室處理水銀灑落后的產(chǎn)物。你認為丹砂主要成分是 ;(填化學(xué)式 )“慈石者磁石也 ”,請寫出磁石溶于鹽酸的離子方程式: ;n.“銅金者,斑巖銅礦也。”安徽宣城茶亭銅金礦床是長江中下游成礦帶中新發(fā)現(xiàn)的一個大型斑巖型礦床。斑巖銅礦中Cu主要以銅-鐵硫化物(主要為CuFe9)的形式存在。以黃銅礦(主要成份為CuFeS,含少量雜質(zhì)Si。等)為原料,進行生物煉銅,同時得到副產(chǎn)品綠磯 (FeSQ?7H2O)。其主要流程如圖:
CuO調(diào)舊過量靠修0. , ,CuO調(diào)舊過量靠修0. , ,黃1細菌-怩應(yīng)2—霸| 匚^.遞渣不斷通入6試劑a
[試劑b」河口修良厘5——UTfi石已知:①“反應(yīng)1”:4CuFeS2+2H2SO4+1702—4CuSQ+2Fe2(SO)3+2H2O②部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時溶液的 pH如表:沉淀物Cu(OH)2Fe(OH卜Fe(OH)2開始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6⑴“反應(yīng)1”中,每生成1molCuSQ轉(zhuǎn)移電子數(shù)為Na;(2)“試劑a”是,“試齊ijb”是;⑶“反應(yīng)2”中加CuO調(diào)pH為3.7?4.7的目的是;(4)“操作X"應(yīng)為、、過濾、洗滌;請簡述上述“操作 X”中如何對所得FeSQ?7H2O晶體進行洗滌;(5)簡述如何判斷“反應(yīng)5”已進行完全:。【答案】HgSFeO4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O17Fe粉稀硫酸使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀加熱濃縮冷卻結(jié)晶向漏斗中加入蒸儲水至浸沒晶體,待水自然流下,重復(fù)2-3次取少量反應(yīng)后濾液加入幾滴硫氧化鉀溶液,若無明顯現(xiàn)象則證明反應(yīng)進行完全【解析】【分析】I.實驗室用硫磺粉處理灑落的水銀,生成的產(chǎn)物為 HgS;磁石的主要成分為四氧化三鐵,與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水;n.(1)根據(jù)方程式中物質(zhì)元素化合價的變化確定轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目;(2)鐵粉可將Fe3+還原為Fe2+;(3)將pH調(diào)節(jié)為3.7?4.7,可將Fe3+完全沉淀而不產(chǎn)生Cu(OHb沉淀;(4)由溶液得到晶體,可進行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作;(5)反應(yīng)5為硫酸鐵與鐵粉的反應(yīng),可用檢驗鐵離子的方法檢驗是否反應(yīng)完?!驹斀狻縄.由題意可知丹砂為實驗室處理水銀灑落后的產(chǎn)物,應(yīng)為 HgS;磁石的主要成分為四氧化三鐵,與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水,反應(yīng)的離子方程式為 Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;n.(1)涉及反應(yīng)為4CuFeS+2H2SO4+17O2—4CuSQ+2Fe2(SO4)3+2H2O,反應(yīng)中S元素化合價由-2價升高到+6價,F(xiàn)e元素化合價由+2價升高到+3價,生成4molCuSQ,則消耗17moi氧氣,轉(zhuǎn)移68moi電子,則生成ImolCuSd,轉(zhuǎn)移17moi電子,故答案為:17;(2)試劑a是Fe,試劑b是稀硫酸;(3)
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