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高氯酸铜[Cu(ClO4)2?6H2O]易溶于水,120℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等.可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O═2Cu(ClO4)2?6H2O+CO2↑.HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130℃易爆炸.下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1mol?L-1):
金属离子 开始沉淀 沉淀完全
Fe3+ 1.1 3.2
Fe2+ 5.8 8.8
Cu2+ 4.7 6.7
(1)将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液.静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀.
①把反应物研细的目的是
 
.
②检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是
 
.
(2)向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾.
①大量的白雾的成分是
 
(填化学式).
②适度加热但温度不能过高的原因是
 
.
(3)25℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为
 
.(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4)某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体.请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;②
 
,过滤;③将滤液
 
,得到CuCl2?2H2O晶体;④将
 
,得到无水氯化铜固体.
考点:性质实验方案的设计,制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)①根据影响反应速率的因素分析;
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知,沉淀表面可能沾有氯化钠,故检验沉淀是否洗涤干净,可检验氯离子的存在,应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液;
(2)①根据HClO4是易挥发的发烟液体,可推知大量的白雾的成分是HClO4;
②根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2?6H2O]120℃开始分解,HClO4是易挥发,温度高于130℃易爆炸,可知需适度加热但温度不能过高;
(3)根据25℃时溶液pH=3,可得C(H+)=1.0×10-3mol/L,C(OH-)=
kw
c(H+)
=
1×10-14
10-3
mol/L=1.0×10-11mol/L,根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39,可知C(Fe3+);
(4)②加入适量双氧水溶液并充分混合,把亚铁离子转化为铁离子,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7,使铁离子完全沉淀,而铜离子不沉淀,过滤;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥,得到CuCl2?2H2O晶体;④为防止加热时铜离子水解,将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止,得到无水氯化铜固体.
解答: 解:(1)①把反应物研细的目的是 增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大,故答案为:增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大;
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知,沉淀表面可能沾有氯化钠,故检验沉淀是否洗涤干净,可检验氯离子的存在,应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液,故答案为:HNO3和AgNO3溶液;
(2)①根据HClO4是易挥发的发烟液体,可推知大量的白雾的成分是HClO4,故答案为:HClO4;
②根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2?6H2O]120℃开始分解,HClO4是易挥发,温度高于130℃易爆炸,可知需适度加热但温度不能过高,故答案为:防止HClO4、Cu(ClO4)2分解;
(3)25℃时,若调节溶液pH=3,C(H+)=1.0×10-3mol/L,C(OH-)=
1×10-14
10-3
mol/L=1.0×10-11mol/L,根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39,可知C(Fe3+)=
2.64×10-39
(10-11)3
mol/L=2.64×10-6 mol?L-1,故答案为:2.64×10-6 mol?L-1;
(4)某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体.实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;②加入适量双氧水溶液并充分混合,把亚铁离子转化为铁离子,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7,使铁离子完全沉淀,而铜离子不沉淀,过滤;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥,得到CuCl2?2H2O晶体;④为防止加热时铜离子水解,将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止,得到无水氯化铜固体,
故答案为:②加入适量双氧水溶液并充分混合,再加入适量氨水调节溶液pH至3.2~4.7;③将滤液加热浓缩,冷却结晶,过滤、(冰水)洗涤,干燥;④将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止.
点评:本题考查了物质制备实验设计步骤和过程分析判断,有关Ksp计算,物质分离提纯的实验方法应用等,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

下列实验能达到预期目的是(  )
编号 实验内容 实验目的
A 室温下,用pH试纸分别测定浓度为0.1mol?L-1 NaClO溶液和0.1mol?L-1 CH3COONa溶液的pH 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱
B 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色变浅 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
C 向10mL 0.2mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1mol/L FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀 证明在相同温度下的Ksp:
Mg(OH)2>Fe(OH)3
D 分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,后者较大 证明非金属性S>C
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化学 来源: 题型:

钢铁防腐方法有许多种,如图是其中的一种方法,描述正确的是(  )
A、如图所示是牺牲阳极的阴极保护法
B、铁闸门作阴极,发生还原反应
C、电子流向:a→铁闸门,辅助电极→b
D、辅助电极上的反应:O2+2H2O+4e=4OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数
(25℃)
Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
下列选项正确的是(  )
A、2CN-+H2O+CO2═2HCN+CO32-
B、中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
C、物质的量浓度相等的HCOONa和KCN溶液中,c(Na+)-c(HCOO-)<c(K+)-c(CN-)
D、c(NH4+)相等的HCOONH4溶液、NH4CN溶液、NH4HCO3溶液中,c(NH4HCO3)>c(NH4CN)>c(HCOONH4)

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科目:高中化学 来源: 题型:

试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g)?2CO(g) 平衡常数K1;
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2;
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)  平衡常数K3;
则K1、K2、K3之间的关系是:K3=
 
.
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
 
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.2mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
 
.
(3)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.对反应N2O4(g)?2NO2(g)△H>0在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示.下列说法正确的是
 
.
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)0.2mol/L的NaOH与0.4mol/L的硝酸铵溶液等体积混合后,溶液中各离子的物质的量浓度从大到小的顺序是
 
.
(5)工业上用CH3OH、氧气、KOH溶液构成燃料电池,则其负极电极反应式
 
,当转移的电子为4mol时,正极消耗的气体在标况下的体积为
 
L.

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科目:高中化学 来源: 题型:

加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓.
(1)对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=a kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=b kJ?mol-1
则反应CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的△H=
 
 kJ?mol-1(用含a、b的代数式表示).
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g) 
 催化剂 
.
 
CH3OCH3(g)+3H2O(g);△H
①该反应平衡常数表达式为K=
 
.
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图1所示.该反应的△H
 
(填“>”“<”或“=”)0.若温度不变,减小反应投料比[
n(H2)
n(CO2)
],则K将
 
(填“增大”“减小”或“不变”).

③二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为
 
.
(3)以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色,图2为它的核磁共振氢谱图,请写出DPC的结构简式:
 
.
(4)某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2).将其和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为:
Al6Si2O13+3Na2CO3═2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑
Al6Si2O13+5Na2CO3═2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑
SiO2+Na2CO3═Na2SiO3+CO2↑
则用1mol Al6Si2O13和4mol SiO2通过以上反应制得5mol NaAlO2,共消耗Na2CO3为
 
mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:

药物普仑司特对预防和治疗中耳炎、银屑病等均有良好疗效.在普仑司特的合成中需要用到关键中间体M(1-溴-4-苯丁烷).中间体M的合成路线如下:

已知:
回答下列问题:
(1)D中的官能团为
 
:反应④属于
 
反应(填反应类型);B的结构简式为
 
.
(2)写出 一种满足下列条件的A的同分异构体的结构简式:
 
.
a.能发生银镜反应和水解反应:b.不存在顺反异构体
(3)利用溴代烃E(含溴质量分数为66.1%)为起始原料也可制得中间体M:

则E的结构简式为
 

F→M的化学方程式为
 
.
(4)C6H5MgBr与化合物G在一定条件下直接反应可制得M.
①用系统命名法给化合物G命名:
 
;
②写出加热条件下G在足量NaOH醇溶液中反应的化学方程式:
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列反应的离子方程式书写正确的是(  )
A、用食醋除去水壶内的水垢:CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
B、用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+Fe3+═Cu2++Fe2+
C、FeBr2溶液中通入少量Cl2:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
D、在NaHCO3溶液中加入少量石灰水:2HCO3-+2OH-+Ca2+═CaCO3↓+CO32-+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列实验装置能达到实验目的是(  )
A、
海水蒸馏
B、
钾在空气中的燃烧
C、
测定中和热
D、
牺牲阳极的阴极保护法

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