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8.某銅礦石中銅元素含量較低,且含有鐵、鎂、鈣等雜質離子.某小組在實驗室中用浸出萃取法制備硫酸銅:

(1)操作Ⅰ為過濾.操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗.
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除雜、富集銅元素.
(3)小組成員利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應,制備環保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液.多次實驗發現所得藍色懸濁液顏色略有差異,查閱資料表明,可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,Cu4(OH)6SO4均難溶于水,可溶于酸;分解溫度依次為80℃、200℃、300℃.
設計實驗檢驗懸濁液成分,完成表中內容.
限選試劑:2mol•L-1 HCl、1mol•L-1 H2SO4、0.1mol•L-1 NaOH、0.1mol•L-1BaCl2、蒸餾水.儀器和用品自選.
實驗步驟預期現象和結論
步驟1:取少量懸濁液,過濾,充分洗滌后,取濾渣于試管中,:加入過量2mol/L的鹽酸溶液,充分振蕩,再滴加幾滴0.1mol/L氯化鋇溶液有白色沉淀生成說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4
步驟2:另取少量懸濁液于試管中,將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間取出試管觀察試管中有黑色固體生成,說明懸濁液中混有Cu(OH)2
(4)上述實驗需要100mL0.5 mol•L-1的CuSO4溶液,配制時需稱取12.5g CuSO4•5H2O(化學式量:250).

分析 銅礦石溶于酸,然后采用過濾方法將難溶性固體和溶液分離,則操作I為過濾;然后向濾液中加入有機物采用萃取方法將含銅物質和溶液分離,所以操作II為萃取,得到的有機相中含有銅元素,再采用硫酸最萃取劑將含銅有機相萃取,得到硫酸銅溶液和有機相,將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶得到硫酸銅晶體,
(1)操作Ⅰ是酸溶后分離固體和溶液,操作是過濾;操作II是分離互不相溶的液體,實驗操作是分液,
(2)依據操作II、操作III得到的物質和實驗目的,浸出-萃取法制備硫酸銅,水相和有機相為了除去雜質;
(3)證明含有Cu4 ((OH)6SO4,可以證明硫酸根離子的存在設計實驗驗證;氫氧化銅的存在可以利用加熱懸濁液氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀分析回答;
(4)依據銅元素守恒結合物質的量計算晶體質量.

解答 解:銅礦石溶于酸,然后采用過濾方法將難溶性固體和溶液分離,則操作I為過濾;然后向濾液中加入有機物采用萃取方法將含銅物質和溶液分離,所以操作II為萃取,得到的有機相中含有銅元素,再采用硫酸最萃取劑將含銅有機相萃取,得到硫酸銅溶液和有機相,將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶得到硫酸銅晶體,
(1)依據流程圖分析操作Ⅰ是礦石酸溶后分離固體和液體的方法,實驗操作是過濾;操作Ⅱ是加入有機物溶解銅的化合物且能和水分層,實驗操作是分液,用到的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗等,故答案為:過濾;分液漏斗;
(2)利用水和有機溶劑萃取提純硫酸銅溶液結晶得到硫酸銅晶體;操作II、操作III的主要目的是除去溶液中的雜質,故答案為:除雜;
(3)利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應,制備環保型木材防腐劑 Cu2(0H)2C03懸濁液,由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)2或Cu4(0H)6S04.實驗驗證雜質的存在,可以檢驗是否含硫酸根離子檢驗Cu4(0H)6S04的存在,加入鹽酸排除其他離子的干擾,加入氯化鋇生成白色沉淀證明含Cu4(0H)6S04;依據氫氧化銅受熱分解生成氧化銅黑色沉淀設計實驗來分析驗證,取少量懸濁液于試管中利用沸水浴加熱試管;試管中有黑色沉淀生成證明含Cu(OH)2;水浴加熱的目的是避免溫度過高氧化銅分解;
故答案為:步驟1:加入過量2mol/L的鹽酸溶液,充分振蕩,再滴加幾滴0.1mol/L氯化鋇溶液;有白色沉淀生成;
步驟2:將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間取出試管觀察;試管中有黑色固體生成;
(4)1OOmL O.5mol.L-1的CuSO4溶液中硫酸銅物質的量為0.05mol;配制時需稱取CuSO4.5H2O 質量為12.5g,故答案為:12.5.

點評 本題考查物質制備,為高頻考點,涉及物質成分檢驗、基本實驗操作等知識點,明確反應原理是解本題關鍵,難點是(3)題實驗方案設計,知道常見物質的性質及顏色,題目難度不大.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.X、Y、Z、W 均為中學化學中常見物質或其溶液,一定條件下它們之間有如下轉化關系(其它產物已略去),下列說法不正確的是(  )
A.若 W 是單質鐵,則 Z 溶液可能是 FeCl2 溶液
B.若 X 是碳酸鈉,則 W 可能是鹽酸
C.若 W 是氫氧化鈉,則 X 與 Z 可反應生成 Y
D.若 W 為氧氣,則 Z 與水反應(或溶于水)一定生成一種強酸

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

19.研究物質的合成或制備是有機化學、無機化學的重要任務之一.

(1)某實驗小組探究實驗室制備無水氯化鎂的方法,設計了圖1裝置
①分液漏斗中的A物質是濃硫酸(填試劑名稱).
②利用中學常見的儀器,空白方框內補充完整實驗裝置
可選擇的試劑有:A.稀NaOH溶液  B.無水氯化鈣  C.稀硫酸  D.濃硫酸
③假設實驗過程中 MgCl2•6H2O 未水解,不用任何試劑用最簡單的方法檢驗MgCl2•6H2O 是否完全轉化為MgCl2.寫出實驗方法稱量所得產物質量,若質量為$\frac{95m}{203}$g,說明MgCl2?6H2O完全轉化為MgCl2,否則未完全
(2)實驗室制備并收集純凈乙烯
①有的同學通過乙醇制備乙烯,寫出相關化學方程式:CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2↑+H2O.
該實驗除乙醇外,所需的試劑或用品(不包括儀器)有濃硫酸、氫氧化鈉溶液、沸石.
②有的同學探究其它制備乙烯的方法,他設計了圖2裝置制備乙烯.實驗結果是量筒內壁附著較多無色油狀液體,且得到很少量的氣體.
請分析氣體產率很低的原因主要是加熱溫度過高,溴乙烷大量揮發,也可能是溴乙烷發生副反應等.
為增大氣體產率,在右圖裝置的基礎上,提出一點改進措施:增加冷凝回流裝置等.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩定的放電電壓.高鐵電池的總反應為3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{充電}^{放電}$3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列敘述正確的是(  )
A.放電時每轉移3mol電子,正極有1molK2FeO4被氧化
B.放電時負極反應為Zn+2e-+2OH-═Zn(OH)2
C.充電時陽極反應為Fe(OH)3-3e-+5OH-═FeO42-+4H2O
D.放電時正極附近溶液的堿性減弱

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.現擬分離乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,如圖所示的分離操作步驟流程圖.圖中圓括號內為加入的適當試劑,中括號內為采取的適當分離方法,方框內字母代表分離得到的有關物質的名稱.

請填寫:
(1)試劑:a.飽和的Na2CO3溶液,b.稀H2SO4
(2)操作:①分液;②蒸餾;③蒸餾.
(3)分離所得物質的名稱:
A乙酸乙酯,B乙醇、乙酸鈉及過量的碳酸鈉溶液,C乙酸鈉溶液和Na2CO3溶液,D乙酸和硫酸鈉溶液(及H2SO4),E乙醇.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.A、B、C、D四種短周期元素,原子序數依次遞增,A原子形成的陽離子就是一個質子,B原子的最外層電子數是次外層的2倍,C原子的最外層電子數與B原子的核外電子總數相等,D在同周期元素中原子半徑最大.A、C、D三種元素可形成化合物甲,B、C、D三種元素可形成化合物乙,甲與乙均為中學化學常見物質.請回答:
(1)乙的化學式為Na2CO3,其水溶液呈堿性的原因為CO32-+H2O?HCO3-+OH-(用離子方程式表示).
(2)將3g B的單質在足量C的單質中燃燒,可放出98.4kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.6 kJ•mol-1
(3)將(2)所得氣體通入1L0.25mol/L的甲溶液中,完全吸收后,溶液中的溶質為NaHCO3(填化學式);溶液中所含離子的物質的量濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)  (用具體化學式表示).
(4)常溫下,甲與乙的水溶液pH均為9,這兩種溶液中由水電離出的OH-的物質的量濃度c(OH-:c(OH-=1:104

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.下列儀器中,可在酒精燈上直接加熱的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.下列關于有機物結構、性質的說法正確的是(  )
A.石油的分餾、裂化和煤的氣化、液化、干餾都是化學變化
B.乙烯和苯都能與H2發生加成反應,說明二者分子中所含碳碳鍵相同
C.甲烷、苯、乙醇、乙酸和乙酸乙酯在一定條件下都能發生取代反應
D.淀粉、油脂、蛋白質都能發生水解反應,都屬于天然有機高分子化合物

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

18.A、B、C、D、E、F、G均為芳香族化合物,有如下轉化關系:

(1)有機物C的分子式為C8H10O2,核磁共振氫譜顯示3組峰,C不能與NaOH反應,寫出C的結構簡式.上述反應中屬于取代反應的是①②(填數字序號).
(2)寫出反應②、③的化學方程式:+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$+2NaCl;+O2$→_{△}^{Cu}$+2H2O.
(3)1 mol D與足量的銀氨溶液完全反應生成E,E是合成纖維滌綸的一種單體,另一種單體是C,寫出合成滌綸的化學方程式
(4)1 mol E、F(F的式量小于E)完全燃燒,消耗O2的量相等,且1 mol F能和1 mol NaOH完全反應,寫出F的結構簡式
(5)G的分子式為C8H8O4,且知苯環上的一氯取代物只有兩種,G不與NaHCO3反應,能與Na和NaOH反應,等質量的G消耗Na和NaOH的物質的量之比為2:3,則符合上述條件G的結構簡式為(寫出一種).

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