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5.铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛.某研究小组用粗铜(含杂质铁)制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O )的流程如下.

已知常温下,Cu2+、Fe3+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表:
金属离子Fe3+Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH1.94.7
氢氧化物完全沉淀时的pH3.26.7
请回答下列问题:
(1)溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH,从而除去Fe3+且不引入杂质.
①试剂X可选用下列物质中的ad(填代号).
a.CuO      b.NaOH      c.Cu      d.Cu(OH)2
②调节溶液pH时,理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH<4.7.
(2)由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O的操作依次为:边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶(填操作名称)、过滤、洗涤干燥.
(3)室温下,将NaOH溶液逐滴加入到浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中,先生成的沉淀是Cu(OH)2.(室温时KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KSP[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
(4)某学习小组用碘量法测定CuCl2•2H2O样品的纯度(杂质不与发生反应).实验如下:
a.准确称取CuCl2•2H2O样品mg于小烧杯中,加入适量蒸馏水和足量的碘化钾,再滴入适量的稀硫酸,充分反应后,将所得混合液配成250mL待测溶液.(已知:2Cu2++4I-═2CuI+I2)
b.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴指示剂,用c mol•L-1Na2S2O3标准液滴定至终点,重复2次,测得消耗标准液体积的平均值为V mL.(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)
①实验中使用的指示剂名称为淀粉,达到滴定终点时的溶液颜色变化为溶液由蓝色变为无色.
②该样品中CuCl2•2H2O 的质量分数为$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$(用含m、c、V的代数式表示,不用化简).

分析 粗铜中含有Fe,粗铜与氯气反应生成CuCl2和FeCl3,加热稀盐酸至固体完全溶解,溶液中含有CuCl2和FeCl3,盐酸能抑制铜离子和铁离子水解,从而得到溶液1;向溶液1中加入试剂X调节溶液pH至4-5,根据铁离子沉淀需要溶液pH值知,铁离子完全沉淀生成Fe(OH)3,铜离子不产生沉淀,过滤得到的固体2是Fe(OH)3,加入的X能和氢离子反应且不能引进新的杂质,可为Cu2(OH)2CO3、CuO、CuCO3等物质,得到的溶液2为溶液CuCl2,经蒸发浓缩,冷却结晶可得到CuCl2晶体;
(1)①试剂X能和氢离子反应而提高溶液的pH值,且不能引进新的杂质;
②调节溶液pH时,要使铁离子完全沉淀但铜离子不能产生沉淀才能达到分离目的;
(2)由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O,要抑制水解,不能蒸发结晶;
(3)类型相同,溶度积小的先沉淀;
(4)①碘遇淀粉试液变蓝色,所以要用淀粉检验碘单质;
②依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应,生成碘化亚铜沉淀,和碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,依据碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定到终点,根据反应的离子方程式计算分析.

解答 解:粗铜中含有Fe,粗铜与氯气反应生成CuCl2和FeCl3,加热稀盐酸至固体完全溶解,溶液中含有CuCl2和FeCl3,盐酸能抑制铜离子和铁离子水解,从而得到溶液1;向溶液1中加入试剂X调节溶液pH至4-5,根据铁离子沉淀需要溶液pH值知,铁离子完全沉淀生成Fe(OH)3,铜离子不产生沉淀,过滤得到的固体2是Fe(OH)3,加入的X能和氢离子反应且不能引进新的杂质,可为Cu2(OH)2CO3、CuO、CuCO3等物质,得到的溶液2为溶液CuCl2,经蒸发浓缩,冷却结晶可得到CuCl2晶体;
(1)①试剂X能和氢离子反应而提高溶液的pH值,且不能引进新的杂质,可为Cu2(OH)2CO3、CuO、CuCO3等物质,故答案为:ad;
②调节溶液pH时,要使铁离子完全沉淀但铜离子不能产生沉淀才能达到分离目的,所以其pH范围为3.2≤pH<4.7,故答案为:3.2≤pH<4.7;
(2)由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O的操作依次为:边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥,故答案为:冷却结晶;
(3)由KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KSP[Cu(OH)2]=2.2×10-20,将NaOH溶液逐滴加入到浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中,先生成的沉淀是Cu(OH)2,
故答案为:Cu(OH)2;
(4)①碘遇淀粉试液变蓝色,所以要用淀粉作指示剂,达到滴定终点时的溶液颜色变化为溶液由蓝色变为无色,故答案为:淀粉;溶液由蓝色变为无色;
②由2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;
得到 2Na2S2O3~2Cu2+
        2     2
cmol/L×V×10-3L cV×10-3mol
试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$,
故答案为:$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$.

点评 本题考查物质制备实验,为高频考点,侧重考查学生实验操作及实验分析能力,涉及物质分离和提纯、基本实验操作、滴定实验及计算等知识点,侧重分析与实验能力的考查,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

15.写出下列反应的离子方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目.
①Cu和AgNO3溶液:.
②实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O:.
③向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3:.

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16.25℃时,向1L浓度均为1mol•L-1的弱酸(HA)及其盐(NaA)组成的混合溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体时,溶液pH随加入n(H+)或n(OH-)而变化的曲线如图.下列有关说法错误的是(  )
A.b点溶液中c(A-)>c(Na+)>c(HA)
B.通入HCl后,c(HA)/c(A-)增大
C.当加入1 mol NaOH后,溶液中c(Na+)=c(A-)
D.a、b、c三点溶液中水的电离程度依次增大

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13.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(  )
A.使pH试纸显深红色的溶液:NH4+、Mg2+、Cl-、NO3-
B.由水电离的c(H+)=1×10-14 mol•L-1的溶液中:Ca2+、K+、HCO3-、SO42-
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D.$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1012的溶液中:NH4+、Fe2+、NO3-、AlO2-

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20.下列过程或现象与盐类水解无关的是(  )
A.可用碳酸钠与醋酸溶液制取少量二氧化碳
B.将NaHCO2与Al2(SO4)3两种溶液配制泡沫灭火剂
C.热的纯碱溶液的去污能力更强
D.实验室用饱和的FeCl3溶液制取氢氧化铁胶体

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10.下列对应化学反应的离子方程式正确的是(  )
A.KIO3与KI在酸性溶液中反应:5I-+IO3-+3H2O═3I2+6OH-
B.向碳酸氢铵溶液中加过量氢氧化钠溶液并加热:NH4++OH-═NH3↑+H2O
C.Na[Al(OH)4]-溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+[Al(OH)4]-═Al(OH)3↓+HCO3-
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17.物质A~D为CH3COOH、NaOH、HCl、NH3•H2O中的各一种,常温下将各物质的溶液从1mL稀释到1000mL,pH的变化关系如图所示.请回答下列问题:
(1)根据pH的变化关系,写出物质的化学式:BNaOH,CHCl.
(2)写出A与C反应的离子方程式:NH3•H2O+H+=NH4++H2O
(3)将含等物质的量B和D的两溶液充分混合后,其离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(4)醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH?CH3COO-+H+,下列叙述不正确的是b
a.CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO?)
b.0.1mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(OHˉ)减小
c.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动
d.常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH 溶液等体积混合后溶液的pH<7.

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14.在分子式为CnH2n的烃分子中共用电子对的数目为(  )
A.3nB.3n+1C.2nD.2n+1

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15.下列物质的制备,不符合工业生产实际的是(  )
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C.工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得高纯度的硅
D.工业上炼铁时,常用石灰石除去铁矿石中的SiO2

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