【題目】堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料,實驗室以純銅屑為原料制取的流程如下:

(1)“溶解”步驟反應(yīng)的離子方程式為_______.溫度宜控制在50℃左右,若高于50℃,溶液中O2溶解量減少、Cu的轉(zhuǎn)化率降低,若低于50℃ ,_____

(2)“反應(yīng)”步驟生成Cu2(OH)2CO3的化學(xué)方程式為_________。反應(yīng)后溶液中銅元素殘留量受pH和反應(yīng)時間的影響如圖所示:

判斷反應(yīng)的最佳條件: pH___、反應(yīng)時間為____h。

(3)檢驗Cu2(OH)2CO3洗滌是否完全的方法是____________________

(4) Cu2(OH)2CO3也可以表示為CuCO3·Cu(OH)2 查閱文獻,上述反應(yīng)條件下還可能生成少量CuCO3·Cu(OH)2。為測定產(chǎn)品的純度[產(chǎn)品中Cu2(OH)2CO3的質(zhì)量分數(shù)],取10.97g干燥樣品,400℃左右加熱,測得固體質(zhì)量隨時間變化關(guān)系如圖所示。

已知: 8.00g固體為黑色純凈物。

有關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表:

物質(zhì)

CuCO3·Cu(OH)2

CuCO3·2Cu(OH)2

CuO

摩爾質(zhì)量/g·mol-1

222

320

80

請計算產(chǎn)品的純度(寫出計算過程,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。______

【答案】2Cu+O2+4H+2Cu2+ +2H2O 反應(yīng)(或溶解)速率慢 2CuSO4+2Na2CO3+H2O = Cu2(OH)2CO3+2Na2SO4+CO2 8.5 2 取最后一次洗滌的濾液少許于試管中,滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液[或先加稀鹽酸再加BaCl2Ba(NO3)2溶液],若出現(xiàn)渾濁,則說明Cu2(OH)2CO3未洗滌干凈,反之則反 設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y,

依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222 g·mol-1x+320 g·mol-1 y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故

【解析】

純銅屑中加入稀硫酸再通入氧氣,反應(yīng)生成了硫酸銅和水,在上述溶液中加入Na2CO3后,通過調(diào)節(jié)pH值可以讓銅離子析出沉淀堿式碳酸銅,同時放出CO2氣體,最后經(jīng)過洗滌,干燥即可得到純凈的堿式碳酸銅,據(jù)此進行解題。

(1)據(jù)分析可知:溶解步驟發(fā)生的反應(yīng)為2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,故其離子方程式為2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O,溫度宜控制在50℃左右,若高于50℃,溶液中O2溶解量減少、Cu的轉(zhuǎn)化率降低,若低于50℃,溫度太低,當然是反應(yīng)速率減慢,影響實驗的效率,故答案為:2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O;反應(yīng)(或溶解)速率慢;

(2)根據(jù)流程圖中可知:反應(yīng)步驟是由CuSO4溶液和Na2CO3反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3同時放出CO2,故化學(xué)方程式為2CuSO4+2Na2CO3+H2O = Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2,據(jù)左圖可知pH等于8.5時銅的殘留量最小,說明銅離子沉淀得最完全,據(jù)右圖可知,當時間進行到2小時左右時,銅得殘留量達到最低,再往后雖然略有下降,但很不明顯,且浪費時間,故答案為:2CuSO4+2Na2CO3+H2O = Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2;8.5;2;

(3)檢驗Cu2(OH)2CO3洗滌主要除去表面得雜質(zhì)Na2SO4等,但是堿式硫酸銅也會極少數(shù)溶解,故要想檢驗是否完全洗滌干凈,需檢驗最后一次洗滌液中是否有,由于有影響,故最后得檢驗方法為取最后一次洗滌的濾液少許于試管中,滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液[或先加稀鹽酸再加BaCl2Ba(NO3)2溶液],若出現(xiàn)渾濁,則說明Cu2(OH)2CO3未洗滌干凈,反之則反;

(4) 設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y,

依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222 g·mol-1x+320 g·mol-1y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故, ,故答案為:設(shè)CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量為x,雜質(zhì)CuCO3·2Cu(OH)2的物質(zhì)的量為y,

依據(jù)原樣品的質(zhì)量10.97g,下列等式222 g·mol-1x+320 g·mol-1y=10.97g①由圖像分析出樣品最終分解得到CuO8g,,根據(jù)銅元素守恒2x+3y=0.1mol②,聯(lián)合解等式①②可得:x=0.035mol,y=0.01mol;故,

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實驗現(xiàn)象與實驗操作不相匹配的是( )

A.將鎂條點燃后迅速伸入集滿的集氣瓶,集氣瓶中產(chǎn)生濃煙并有黑色顆粒產(chǎn)生

B.向盛有溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后加1溶液,黃色逐漸消失,再加后溶液顏色不變

C.溶液加入溶液中,有白色沉淀生成,結(jié)合的能力強于

D.制取較高濃度的次氯酸溶液,將通入碳酸鈉溶液中

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)據(jù)科技日報網(wǎng)報道,南開大學(xué)科研團隊借助鎳和苯基硼酸共催化劑,首次實現(xiàn)烯丙醇高效、綠色合成。烯丙醇及其化合物可制成甘油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料,合成維生素EKI及天然抗癌藥物紫杉醇中都含有關(guān)鍵的烯丙醇結(jié)構(gòu)。丙烯醇的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH-CH2OH。請回答下列問題:

①基態(tài)鎳原子的價電子排布圖為________。

1 mol CH2=CH-CH2OH含有σ鍵的數(shù)目為________,烯丙醇分子中碳原子的雜化類型為___。

Ni2+能形成多種配離子,如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)2]2 [Ni(SCN)2] 等,與CN互為等電子體的陰離子為_____

(2)乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。

CaC2C22中碳與碳之間存在碳碳三鍵,C22O22+互為等電子體,O22+的電子式可表示為_______。

②乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可燃冰主要含有甲烷水合物(CH4·nH2O),還含少量CO2等物質(zhì)。

(1)可燃冰中,CH4分子的空間構(gòu)型為_______,CO2的電子式為________

(2)工業(yè)利用甲烷制氫氣,化學(xué)方程式為CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)

①下列措施能加快反應(yīng)速率的是_______

a.降低溫度 b.增加CH4濃度 c.使用催化劑

②若上述反應(yīng)在恒容的密閉容器中進行,下列敘述中能說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是______

ac(H2) = 3c(H2O) b.混合氣體的質(zhì)量不再變化 c.單位時間內(nèi)生成1 mol CO,同時消耗3 mol H2

(3)某種甲烷燃料電池工作原理如圖所示:

①電子移動方向為________,(填“ab"或“ba")

b電極的電極反應(yīng)式為____________。

(4)甲烷可催化還原NO,反應(yīng)歷程如圖所示:

①該歷程中,反應(yīng)iCH4+ 12Fe2O3=8Fe3O4+CO2+2H2O

則反應(yīng)ii的化學(xué)方程式為____________

②工業(yè)上催化還原2molNO,理論上需要______LCH4 (標準狀況下)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】.工業(yè)以軟錳礦(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下:

(1)浸錳過程中Fe2O3SO2反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O,該反應(yīng)是經(jīng)歷以下兩步反應(yīng)實現(xiàn)的。

。Fe2O3+6H+ =2Fe3++3H2O

ⅱ:____________________________________________(離子方程式)。

(2)過濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽離子為____________(填離子符號)。

(3)氧化過程中被MnO2氧化的物質(zhì)有(寫化學(xué)式):____________________。

(4) “浸錳反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成,溫度對浸錳反應(yīng)的影響如圖所示,為減少MnS2O6的生成,浸錳的適宜溫度是_________;向過濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時溫度不宜太高的原因是______________________

(5).加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同時還有氣體生成,寫出反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________________________。

Ⅱ.重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經(jīng)處理達標后才能排放。

酸性條件下,六價鉻主要以Cr2O72-形式存在,工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的廢水。實驗室用如圖裝置模擬處理含Cr2O72-廢水,陽極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+,陰極反應(yīng)式2H++2e-=H2隨著電解進行,陰極附近pH升高。

(1)電解時能否用Cu電極來代替Fe電極?____(不能”),理由是______________________

(2)電解時陽極附近溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式為______________________________

(3)上述反應(yīng)得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全,從其對水的電離平衡影響角度解釋其原因__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,在體積可變的容器中發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(l),改變起始時加入各物質(zhì)的量,在不同壓強下達平衡時CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量如表所示,下列說法錯誤的是(  )

壓強

P1

P2

P3

n/mol

①2.0molCO2 6.0molH2

0.10mol

0.04mol

0.02mol

②1.0molCO2 3.0molH2

x 1

y 1

z 1

③1.0molCH3OCH3 3.0molH2O

x 2

y 2

z 2

A.P1>P2B.x 1=0.05

C.P2條件下,CH3OCH3平衡轉(zhuǎn)化率為96%D.若該反應(yīng)可自發(fā)進行,則高溫更有利

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】最近科學(xué)家研制的一種新型微生物電池可以將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為H2OCO2,同時產(chǎn)生電能,其原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是

A.氧化銀電極上的反應(yīng)為Ag2O2e=2AgO2

B.石墨電極上的反應(yīng)為C6H12O66H2O24e=6CO224H

C.每轉(zhuǎn)移4 mol電子,石墨電極產(chǎn)生22.4 L CO2氣體

D.30 g C6H12O6參與反應(yīng),有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜進入負極區(qū)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乳酸亞鐵晶體[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,相對分子質(zhì)量為288;易溶于水,是一種很好的補鐵劑,可由乳酸[CH3 CH(OH)COOH]FeCO3反應(yīng)制得。

I.碳酸亞鐵的制備(裝置如圖所示)

(1)儀器C的名稱是____;實驗操作如下:打開kl、k2,加入適量稀硫酸,關(guān)閉kl,使反應(yīng)進行一段時間,其目的是____

(2)接下來關(guān)閉k2使儀器C中的制備反應(yīng)發(fā)生,其反應(yīng)的離子方程式為__

Ⅱ.乳酸亞鐵的制備及鐵元素含量測定

(3) 儀器C中混合物經(jīng)過濾、洗滌得到FeCO3沉淀,檢驗其是否洗凈的方法是____。

向純凈FeCO3固體中加入足量乳酸溶液,在75℃下攪拌使之充分反應(yīng),經(jīng)過濾,在隔絕空氣的條件下,經(jīng)低溫蒸發(fā)等操作后,獲得乳酸亞鐵晶體。

(4)兩位同學(xué)分別用不同的方案進行鐵元素含量測定:

①甲同學(xué)通過KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+的含量計算樣品純度。在操作均正確的前提下,所得純度總是大于l00%,其原因可能是 ___。

②乙同學(xué)經(jīng)查閱資料后改用碘量法測定鐵元素的含量計算樣品純度。稱取3.000g樣品,灼燒完全灰化,加足量鹽酸溶解,取所有可溶物配成l00mL溶液。吸取2500 rnL該溶液加入過量KI溶液充分反應(yīng),然后加入幾滴淀粉溶液,用0. 100 molL-1硫代硫酸鈉溶液滴定(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),當溶液____,即為滴定終點;平行滴定3次,硫代硫酸鈉溶液的平均用量為23. 80 mL,則樣品純度為____(保留1位小數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知陰離子交換膜只允許陰離子通過。某化學(xué)課外活動小組采用如下方案對印刷電路廢液(溶質(zhì)主要是FeCl2、CuCl2 FeCl3)進行再生,先向廢液中加入過量鐵粉,充分反應(yīng)后過濾,再將濾液轉(zhuǎn)入下圖所示的裝置中進行電解。下列說法中不正確的是

A.電解時,電極a應(yīng)與外電源的正極相連

B.電解時,電極b周圍產(chǎn)生無色無味的氣體

C.電解時,電極a發(fā)生的反應(yīng)是:2Cl--2e-=Cl2

D.電解時,可以用氯化鈉溶液替代稀鹽酸

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