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高氯酸銅[Cu(C1O42?6H2O]易溶于水,120℃開始分解,常用于生產電極和作燃燒的催化劑等.實驗室制備少量高氯酸銅的步驟如下:
(1)制備純凈的硫酸銅稱取15g粗CuSO4(含F(xiàn)e2+)放入小燒杯中,加入50mL蒸餾水,攪拌.滴入少量稀硫酸,再滴加2mL3%的H2O2溶液,充分反應.將溶液冷卻,逐滴加入0.5~1mol?L-1的NaOH溶液,直到pH=3.5~4,過濾,濾液轉移到潔凈的蒸發(fā)皿中,用稀硫酸將溶液pH調至1-2,再經蒸發(fā)、結晶、洗滌、晾干得精制的硫酸銅晶體(已知開始沉淀至沉淀完全的pH:Fe3+為2~3.7,Cu2+為4.7~6.7).
①加入酸化的過氧化氫溶液,發(fā)生反應的離子方程式為
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

②用NaOH溶液將溶液pH調至3.5~4,其目的是
使Fe2+完全轉化為Fe(OH)3沉淀,而銅離子不沉淀
使Fe2+完全轉化為Fe(OH)3沉淀,而銅離子不沉淀

(2)依據用(1)制得的精制硫酸銅晶體,制備高純度的Cu(C1O42?6H2O,請補充實驗
步驟.該實驗可選用的試劑有:70%HClO4溶液,Na2CO3?1OH2O,鹽酸酸化的氯化鋇溶液.
a.稱取7.0gCuSO4?5H2O和8.OgNa2CO3?10H2O,混合研細后,投入100mL沸水,快速攪拌,靜置得綠色沉淀.
b.過濾,用少量蒸餾水洗滌沉淀
2-3
2-3
次.
c.用
鹽酸酸化的氯化鋇
鹽酸酸化的氯化鋇
檢驗沉淀是否洗滌干凈,
d.在沉淀中慢慢滴加70%HClO4溶液,攪拌至
剛好不產生氣泡
剛好不產生氣泡
為止.
e.過濾,得藍色高氯酸銅溶液.f.在通風櫥中蒸發(fā)至不再產生白霧,繼續(xù)蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn),冷卻、結晶、過濾、洗滌,得藍色晶體.
g.60℃下,在烘箱中干燥2h,得Cu(ClO4)2?6H2O晶體8.4g.
①補充上述步驟b、c和d.            
②本次實驗產率為_
80.9%
80.9%

③某溫度下,高氯酸銅同時按兩種方式分解:(A).Cu(ClO42═CuCl2+4O2↑(B).2Cu(ClO42═2CuO+7O2↑十+2Cl2
若測得V(O2)/V(Cl2)=n,則按(A)式分解的高氯酸銅的質量分數為
2n-7
2n+1
2n-7
2n+1
(用含n的代數式表示).
分析:(1)①依據實驗步驟和過程分析;加入過氧化氫是為了氧化亞鐵離子為鐵離子后調節(jié)溶液PH沉淀除去;
②已知開始沉淀至沉淀完全的pH:Fe3+為2~3.7,Cu2+為4.7~6.7,加入氫氧化鈉調節(jié)溶液PH為3.5~4,其目的沉淀鐵離子;
(2)①b、洗滌2-3次除去沉淀表面的雜質;
c、沉淀表面是否洗滌干凈,需要檢驗是否含有硫酸根離子進行分析;
d、在沉淀中慢慢滴加70%HClO4溶液,至無氣體放出;
②產率等于實際產量除以理論產量計算;
③依據化學方程式定量關系計算分析;
解答:解:(1)①過氧化氫是為了氧化亞鐵離子為鐵離子后調節(jié)溶液PH沉淀除去,氧化亞鐵離子的離子方程式為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
②已知開始沉淀至沉淀完全的pH:Fe3+為2~3.7,Cu2+為4.7~6.7,加入氫氧化鈉調節(jié)溶液PH為3.5~4,其目的沉淀鐵離子,銅離子不沉淀;
故答案為:使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀,而銅離子不沉淀;
(2)①b、洗滌2-3次除去沉淀表面的雜質,使測定結果更準確;
故答案為:2-3;
c、沉淀表面是否洗滌干凈,需要檢驗是否含有硫酸根離子,加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若無沉淀生成證明洗滌干凈;
故答案為:鹽酸酸化的氯化鋇溶液;
d、在沉淀中慢慢滴加70%HClO4溶液,攪拌至無氣體放出,說明反應進行完全;
故答案為:剛好不產生氣泡;
②稱取7.0gCuSO4?5H2O和8.OgNa2CO3?10H2O,混合研細后加入70%HClO4溶液反應生成得藍色高氯酸銅溶液,依據銅元素守恒計算得到理論上得到Cu(ClO42?6H2O的質量為
7.0g
250g/mol
×371g/mol=10.388g
產率=
8.4g
10.388g
×100%=80.9%;
故答案為:80.9%;
③(A)Cu(ClO42═CuCl2+4O2↑(B).2Cu(ClO42═2CuO+7O2↑十+2Cl2
若測得V(O2)/V(Cl2)=n,設B反應生成氯氣為x,消耗Cu(ClO42為x,則共生成氧氣為xn,A反應中生成氧氣為nx-
7
2
x,消耗Cu(ClO42
nx-3.5x
4

則按(A)式分解的高氯酸銅的質量分數=
nx-3.5x
4
nx-3.5x
4
+x
×100%=
2n-7
2n+1
;
故答案為:
2n-7
2n+1
點評:本題考查了物質制備實驗設計步驟和過程分析判斷,化學方程式計算應用,物質提純的實驗方法應用,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:江蘇省梅村高級中學2012屆高三12月雙周練化學試題 題型:058

高氯酸銅[Cu(C1O4)2·6H2O,摩爾質量:371 g/mol]易溶于水,120℃開始分解,常用于生產電極和作燃燒的催化劑等.實驗室制備少量高氯酸銅的步驟如下:

(1)制備純凈的硫酸銅稱取15 g粗CuSO4(含F(xiàn)e2+)放人小燒杯中,加入50 mL蒸餾水,攪拌.滴人少量稀硫酸,再滴加2 mL 3%的H2O2溶液,充分反應.將溶液冷卻,逐滴加入0.5~1 mol·L-1的NaOH溶液,直到pH=3.5~4,過濾,濾液轉移到潔凈的蒸發(fā)皿中,用稀硫酸將溶液pH調至1-2,再經蒸發(fā)、結晶、洗滌、晾干得精制的硫酸銅晶體.

①加入酸化的過氧化氫溶液,發(fā)生反應的離子方程式為________.

②過濾與蒸發(fā)過程中都用到的玻璃儀器是________.

(2)用(1)制得的精制硫酸銅晶體,制備高純度的Cu(C1O4)2·6H2O,請補充實驗步驟.該實驗可選用的試劑有:70%HClO4溶液,Na2CO3·OH2O,鹽酸酸化的氯化鋇溶液.

a.稱取7.0 g CuSO4·5H2O和8.0 g Na,CO3·10H2O,混合研細后,投入100 mL沸水,快速攪拌,靜置得綠色沉淀.

b.過濾,用少量蒸餾水洗滌沉淀________次.

c.用________檢驗沉淀是否洗滌干凈.

d.在沉淀中慢慢滴加70% HC1O4溶液,攪拌至________為止.

e.過濾,得藍色高氯酸銅溶液.

f.在通風櫥中蒸發(fā)至不再產生白霧,繼續(xù)蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn),________,得藍色晶體.

g.60℃下,在烘箱中干燥2h,得Cu(C1O4)2·6H2O晶體8.4 g.

①補充實驗步驟b、c、d和f.

②本次實驗產率為________.

③某溫度下,高氯酸銅同時按兩種方式分解:

Cu(C1O4)2CuCl2+4O2↑(A)

2Cu(ClO4)22CuO+7O2↑十+2C12↑(B)

若測得V(O2)/V(Cl2)=n,則按(A)式分解的高氯酸銅的質量分數為________(用含n的代數式表示).

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科目:高中化學 來源:江蘇省南海中學2008屆高三化學第一次月考試題 題型:021

氯酸(HClO3)是一種強氧化性酸,若將銅粉投入氯酸溶液中,下列物質一定不可能生成的是

A.

氯酸銅

B.

高氯酸銅

C.

氯化銅

D.

氫氣

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科目:高中化學 來源:2012屆上海市普陀區(qū)高三4月質量調研(二模)化學試卷(帶解析) 題型:填空題

(本題共12分)六水合高氯酸銅 [Cu(C1O4)2 ·6H2O]是一種藍色晶體,易溶于水,120℃時開始分解。實驗室用硫酸銅的粗產品制備少量高氯酸銅晶體的流程如下:

已知:

離子
溶液pH值
開始沉淀
沉淀完全
Fe2+
7.6
9.6
Fe3+
2.7
3.7
Cu2+
5.2
6.4
(1).寫出A→B過程中發(fā)生反應的離子方程式為                                     。
(2).溶液C中加入稀硫酸調至pH=1的目的是________________________________________。
(3).如欲檢驗溶液C中的雜質是否除凈,其操作是                                 。
(4).蒸發(fā)至__________(填寫現(xiàn)象),然后經過冷卻結晶、過濾、洗滌、         (填寫操作),得到純凈的藍色晶體。
(5).為了測定硫酸銅的粗產品的純度,某同學稱量硫酸銅的粗產品2.000g、     、      、(填寫實驗步驟)過濾、洗滌沉淀、在空氣中灼燒,至質量不再改變時,稱得質量為0.58816 g。
(6).該樣品的純度為___________。如果樣品的實際純度為93.2%,則測定的相對誤差為__________。

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科目:高中化學 來源:2011-2012學年上海市普陀區(qū)高三4月質量調研(二模)化學試卷(解析版) 題型:填空題

(本題共12分)六水合高氯酸銅 [Cu(C1O4)2 ·6H2O]是一種藍色晶體,易溶于水,120℃時開始分解。實驗室用硫酸銅的粗產品制備少量高氯酸銅晶體的流程如下:

已知:

離子

溶液pH值

開始沉淀

沉淀完全

Fe2+

7.6

9.6

Fe3+

2.7

3.7

Cu2+

5.2

6.4

(1).寫出A→B過程中發(fā)生反應的離子方程式為                                      。

(2).溶液C中加入稀硫酸調至pH=1的目的是________________________________________。

(3).如欲檢驗溶液C中的雜質是否除凈,其操作是                                  。

(4).蒸發(fā)至__________(填寫現(xiàn)象),然后經過冷卻結晶、過濾、洗滌、          (填寫操作),得到純凈的藍色晶體。

(5).為了測定硫酸銅的粗產品的純度,某同學稱量硫酸銅的粗產品2.000g、      、       、(填寫實驗步驟)過濾、洗滌沉淀、在空氣中灼燒,至質量不再改變時,稱得質量為0.58816 g。

(6).該樣品的純度為___________。如果樣品的實際純度為93.2%,則測定的相對誤差為__________。

 

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