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4.某同學擬用粗氧化銅(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質)制取無水氯化銅,流程如圖所示:

(1)步驟①中氧化銅與鹽酸反應的離子方程式:CuO+2H+=Cu2++H2O.
(2)步驟②中加入H2O2的是為了將Fe2+氧化成Fe3+,Fe2+與H2O2在酸性溶液中反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)已知:
氫氧化物開始沉淀時的pH氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+1.93.2
Cu2+4.76.7
Fe2+7.09.0
步驟③中調節pH的最佳范圍為3.2-4.7,
步驟③中可以用于調節溶液pH的試劑X是bc:
a.NaOH        b.CuO        c.  Cu(OH)2     d.NH3•H2O
(4)步驟⑤中要得到無水CuCl2,需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl2•2H2O,原因是在干燥的HCl氣流中抑制Cu2+的水解,且帶走CuCl2•xH2O受熱產生的水氣,故能得到無水氯化銅.

分析 粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質,將粗CuO溶于過量鹽酸,發生的反應有FeO+2HCl=FeCl2+H2O、CuO+2HCl=CuCl2+H2O,然后過濾,得到沉淀I為不溶于酸的雜質,溶液I中溶質為FeCl2、CuCl2和HCl,向溶液I中加入X、Y然后調節pH過濾,得到沉淀II,溶液II,除去FeCl2、CuCl2和HCl中的FeCl2,根據氫氧化物沉淀需要的pH知,應該先將FeCl2氧化為鐵鹽,為不引進新的雜質,氧化劑X應該為Cl2或H2O2,然后向溶液中加入CuO調節溶液的pH,所以Y可以是CuO,則沉淀II為Fe(OH)3,然后將溶液II蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuCl2.2H2O,最后在HCl氛圍中加熱CuCl2.2H2O得到CuCl2
(1)堿性氧化物和酸反應生成鹽和水;
(2)步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子,然后調節溶液的pH除去鐵離子;
(3)當鐵離子完全沉淀時溶液的pH為3.2,當銅離子出現沉淀時溶液的pH為4.7,調節溶液的pH要除去鐵離子而不能除去銅離子.
(4)氯化氫抑制氯化銅的水解,以便達到氯化銅晶體.

解答 解:粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質,將粗CuO溶于過量鹽酸,發生的反應有FeO+2HCl=FeCl2+H2O、CuO+2HCl=CuCl2+H2O,然后過濾,得到沉淀I為不溶于酸的雜質,溶液I中溶質為FeCl2、CuCl2和HCl,向溶液I中加入X、Y然后調節pH過濾,得到沉淀II,溶液II,除去FeCl2、CuCl2和HCl中的FeCl2,根據氫氧化物沉淀需要的pH知,應該先將FeCl2氧化為鐵鹽,為不引進新的雜質,氧化劑X應該為Cl2或H2O2,然后向溶液中加入CuO調節溶液的pH,所以Y可以是CuO,則沉淀II為Fe(OH)3,然后將溶液II蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuCl2.2H2O,最后在HCl氛圍中加熱CuCl2.2H2O得到CuCl2
(1)通過以上分析知,CuO和酸反應生成銅鹽和水,離子方程式為CuO+2H+=Cu2++H2O,故答案為:CuO+2H+=Cu2++H2O; 
(2)步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子,然后調節溶液的pH除去鐵離子,選取雙氧水時發生的離子反應為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)當鐵離子完全沉淀時溶液的pH為3.2,當銅離子出現沉淀時溶液的pH為4.7,調節溶液的pH要除去鐵離子而不能除去銅離子,所以溶液的pH范圍為3.2-4.7,調節溶液pH時不能引入新的雜質,則可以加入CuO或 Cu(OH)2,可選擇bc;故答案為:3.2-4.7;bc;
(4)氯化銅水解,在干燥的HCl氣流中抑制Cu2+的水解,且帶走CuCl2•xH2O受熱產生的水氣,故能得到無水氯化銅,
故答案為:在干燥的HCl氣流中抑制Cu2+的水解,且帶走CuCl2•xH2O受熱產生的水氣,故能得到無水氯化銅;

點評 本題考查混合物的分離和提純,涉及除雜劑的選取、氧化還原反應、儀器的選取等知識點,側重考查整體分析解答能力,會根據儀器的作用選取儀器,難點是確定調節溶液的pH時pH的取值范圍,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.下列有關CuSO4溶液的敘述正確的是(  )
A.通入CO2氣體產生藍色沉淀
B.該溶液中Na+、NH4+、NO3-、Mg2+可以大量共存
C.與H2S反應的離子方程式:Cu2++S2-=CuS↓
D.與過量濃氨水反應的離子方程式:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(與酸不反應).某化學興趣小組在實驗室條件下用以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實現了粗銅的提純,并對陽極泥和電解液中金屬進行回收和含量測定.
步驟一:電解精制:
請回答以下問題:
電解時,陰極上的電極反應式為Cu2++2e=Cu;
步驟二:電解完成后,該小組同學按以下流程對電解液進行處理:

(1)陽極泥的綜合利用:
稀硝酸處理陽極泥得到硝酸銀稀溶液,請你寫出該步反應的離子方程式:3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O.
殘渣含有極少量的黃金,如何回收金,他們查閱了有關資料,了解到了一些有關金的知識,以下是他們獲取的一些信息:
序號反應平衡常數
1Au+6HNO3(濃)═Au(NO33+3NO2↑+3H2O<<1
2Au3++4Cl-═AuCl4->>1
從中可知,金很難與硝酸反應,但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1:3的混合物),請你簡要解釋金能夠溶于王水的原因:濃鹽酸含有大量氯離子,Au3+離子與氯離子形成穩定的AuCl4-離子,使反應1平衡向右移動,則金溶于王水中
(2)濾液含量的測定:
以下是該小組探究濾液的一個實驗流程:

則100ml濾液中Fe2+的濃度為0.1mol•L-1

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.下列有關實驗原理或實驗操作正確的是(  )
A.
此圖表示可用蒸餾法分離X、Y
B.
SO2氣體通入溴水中
C.
氨氣通入醋酸溶液中
D.
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92KJmol

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

20.某烴A是有機化學工業的基本原料,其產量可以用來衡量一個國家的石油化工發展水平,A還是一種植物生長調節劑,A可發生如圖所示的一系列化學反應,其中①②③屬于同種反應類型.
根據圖示回答下列問題:
(1)寫出A、B、C、D、E的結構簡式:
ACH2=CH2,BCH3CH3,CCH3CH2Cl,DCH3CH2OH,E
(2)寫出②、④兩步反應的化學方程式,②CH2=CH2+HCl$→_{△}^{催化劑}$CH3CH2Cl,④

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.甲醇是一種優質燃料,在工業上常用CO和H2合成甲醇,反應方程式為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
已知:
①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H1=-283.0kJ/mol
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H2=-241.8kJ/mol
③CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H3=-192.2kJ/mol
回答下列問題:
(1)計算CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的反應熱△H4=-574.4KJ/mol.
(2)若在絕熱、恒容的密閉容器中充入1mol CO、2mol H2,發生CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)反應,下列示意圖(a-d)正確且能說明反應在進行到t1時刻為平衡狀態的是d(填選項字母).

(3)T1℃時,在一個體積為5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2,經過5min達到平衡,CO的轉化率為0.8,則5min內用H2表示的反應速率為v(H2)=0.064mol/(L•min).T1℃時,在另一體積不變的密閉容器中也充入1mol CO、2mol H2,達到平衡時CO的轉化率為0.7,則該容器的體積>5L(填“>”“<”或“=”);T1℃時,CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常數K=625.
(4)在T1℃時,在體積為5L的恒容容器中充入一定量的H2和CO,反應達到平衡時CH3OH的體積分數與n(H2)/n(CO)的關系如圖e所示.溫度不變,當$\frac{n({H}_{2})}{n(CO)}$=2.5時,達到平衡狀態,CH3OH的體積分數可能是圖象中的F點.
(5)為了提高燃料的利用率可以將甲醇設計為燃料電池,寫出KOH作電解質溶液時,甲醇燃料電池的負極反應式:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O.該電池負極與水庫的鐵閘相連時,可以保護鐵閘不被腐蝕,這種電化學保護方法叫做外加電源的陰極保護法.
(6)含有甲醇的廢水隨意排放會造成水污染,可用ClO2將其氧化為CO2,然后再加堿中和即可.寫出處理甲醇酸性廢水過程中,ClO2與甲醇反應的離子方程式:6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.氨在生活、生產、科研中有廣泛用途.
(1)已知反應Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159.5kJ/mol
反應Ⅱ:NH2CO2NH4(s)═CO(NH22 (s)+H2O(g)△H=+116.5kJ/mol
反應Ⅲ:H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
則工業上以CO2、NH3為原料合成尿素和液態水的熱化學方程式為2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-87kJ/mol,該反應在低溫條件下可以自發進行(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度下”);
(2)用NH3催化還原NxOy可以消除氮氧化物的污染.如有反應4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(l)△H<0,相同條件下在2L密閉容器內,選用不同的催化劑,反應產生N2的量隨時間變化如圖所示.
①0~4分鐘在A催化劑作用下,反應速率υ(N2)=0.3125mol•L-1•min-1
②下列說法正確的是CD;
A.該反應的活化能大小順序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea (C)
B.使用催化劑A達平衡時,N2最終產率更大
C.單位時間內氫氧鍵與氮氫鍵斷裂的數目相等時,說明反應已經達到平衡
D.若在恒容絕熱的密閉容器中發生反應,當平衡常數不變時,說明反應已經達到平衡
(3)查閱資料可知:常溫下,K[Ag(NH32+]=1.00×107,Ksp[AgCl]=2.50×10-10
①銀氨溶液中存在平衡:Ag+(aq)+2NH3(aq)?Ag(NH32+ (aq),該反應平衡常數的表達式為
K=$\frac{c[Ag(N{H}_{3}{)_{2}}^{+}]}{c(A{g}^{+}).{c}^{2}(N{H}_{3})}$;
②計算得到可逆反應AgCl (s)+2NH3(aq)?Ag(NH32+ (aq)+Cl-(aq)的化學平衡常數K=2.5×10-3,1L 1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.045mol(保留2位有效數字);
(4)工業上以氨、丙烯和空氣為原料,一定條件下合成丙烯腈(CH2=CH-CN),該反應的化學方程式為2CH2=CH-CH3+2NH3+3O2$\stackrel{一定條件下}{→}$2CH2=CH-CN+6H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.設NA為阿伏伽德羅常數,下列敘述正確的是(  )
A.標準狀況下,11.2L苯中含有分子數目為0.5NA
B.常溫下,1.8g水中含有的電子數為NA
C.0.1 mol Cl2與足量氫氧化鈉溶液反應,轉移的電子數為0.2NA
D.1L0.1mol/L的NH4CL溶液中含NH4+的數目為0.1NA

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.某羧酸酯的分子式為C18H26O5,1mol該酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇,該羧酸的分子式為(  )
A.C16H22O5B.C14H16O4C.C14H18O5D.C14H20O5

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同步練習冊答案
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