【題目】氯化亞銅(CuCl,白色、易被氧化,Ksp=1.2×10-6)廣泛用作催化劑、脫臭劑、脫色劑等。工業(yè)上用初級銅礦粉(主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等)制備活性CuCl的流程如下:
(1)濾渣Ⅰ是Fe(OH)3和單質(zhì)硫的混合物,反應(yīng)Ⅰ中Cu2S參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu2S + MnO2 + H2SO4 → CuSO4 + S + MnSO4 + H2O(未配平);氧化產(chǎn)物為:__________。
(2)除Mn2+時得MnCO3沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(3)已知:Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍(lán)色溶液。Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2+ +2OH-。蒸氨條件及蒸氨效果見下表:
序號 | 溫度/℃ | 時間/min | 壓強(qiáng)/KPa | 殘液顏色 |
a | 110 | 60 | 101.3 | 淺藍(lán)色 |
b | 100 | 40 | 74.6 | 幾乎很淺 |
c | 90 | 30 | 60.0 | 無色透明 |
由表中信息可知蒸氨的條件應(yīng)選_______(填序號),請用平衡移動原理解釋選擇該條件的原因是__________________________________________________。
(4)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式___________________________。
(5)實(shí)驗(yàn)證明通過如圖裝置也可獲得CuCl,現(xiàn)象為
陰極:產(chǎn)生無色氣體;
陽極:有白色膠狀沉淀生成且逐漸增多;
U形管底部:靠近陰極區(qū)白色膠狀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀。
①生成CuCl的電極反應(yīng)式為________________________________。
②有同學(xué)提出:淡黃色沉淀可能是CuOH,以下是從資料中查閱到CuOH的有關(guān)信息,哪些可以支持該同學(xué)的說法________。(填序號)
a.容易脫水變成紅色的Cu2O
b.CuOH是黃色或淡黃色固體,不溶于水
c.CuOH的Ksp=2×10-15
d.易被氧化成Cu(OH)2
【答案】 CuSO4 S Mn2+ + HCO3-+ NH3·H2O = MnCO3↓+ NH4+ + H2O c 減小壓強(qiáng),平衡逆向移動,利于蒸氨 SO2 +2Cu2+ + 2Cl- + 2H2O = 2 CuCl↓ + SO42- + 4H+ Cu-e-+ Cl- = CuCl↓ b c
【解析】分析:本題以初級銅礦粉為原料制備活性CuCl的流程為載體,考查流程的分析、氧化還原反應(yīng)的分析、離子方程式的書寫、外界條件對化學(xué)平衡的影響、電解原理、沉淀的轉(zhuǎn)化。初級銅礦粉主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等,銅礦粉中加入MnO2和稀硫酸,Cu2S、CuS與MnO2、稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4、S、MnSO4和H2O,F(xiàn)e2O3與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和H2O,F(xiàn)eO與MnO2、稀硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3、MnSO4和H2O;反應(yīng)I后加入氨水除去Fe3+;向除Fe3+后的溶液中加入氨水和NH4HCO3除去Mn2+,同時Cu2+轉(zhuǎn)化成[Cu(NH3)4]2+;蒸氨時[Cu(NH3)4]2+先變成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解成CuO,CuO用鹽酸酸化得CuCl2溶液,SO2與CuCl2溶液反應(yīng)制得CuCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl。電解制備CuCl時,陽極電極反應(yīng)式為Cu-e-+Cl-=CuCl↓,陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
詳解:(1)Cu2S參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu2S+MnO2+H2SO4→CuSO4+S+MnSO4+H2O,在該反應(yīng)中,Mn元素的化合價由+4價降至+2價,MnSO4為還原產(chǎn)物;Cu元素的化合價由Cu2S中的+1價升至CuSO4中的+2價,S元素的化合價由Cu2S中的-2價升至單質(zhì)S中的0價,氧化產(chǎn)物為CuSO4和S。
(2)除Mn2+時加入氨水和NH4HCO3得MnCO3沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++NH3·H2O+HCO3-=MnCO3↓+NH4++H2O。
(3)根據(jù)流程,蒸氨時[Cu(NH3)4]2+先變成Cu(OH)2,根據(jù)表中信息,c得到的殘液顏色為無色透明,說明[Cu(NH3)4]2+轉(zhuǎn)化率很大,蒸氨的條件應(yīng)選c。選擇該條件的原因是:減小壓強(qiáng),平衡Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-逆向移動,利于蒸氨。
(4)反應(yīng)II為向CuCl2溶液中通入SO2制得CuCl,CuCl2被還原成CuCl,SO2被氧化成SO42-,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl,反應(yīng)II的離子方程式為2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。
(5)①在電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),根據(jù)裝置圖,陽極Cu失電子生成CuCl,生成CuCl的電極反應(yīng)式為Cu-e-+Cl-=CuCl↓。
②靠近陰極區(qū)白色膠狀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀,淡黃色沉淀可能是CuOH,說明CuOH是黃色或淡黃色固體,不溶于水;電解時陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,陰極區(qū)溶液呈堿性,Ksp(CuCl)=1.210-6Ksp(CuOH)=210-15,CuOH的溶解度小于CuCl,在陰極區(qū)CuCl轉(zhuǎn)化為更難溶的CuOH;答案選bc。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用“雙橋法”表示下列氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,并指出氧化劑和還原劑。2KClO3 === 2KCl+3O2↑ _______氧化劑_____ 還原劑_____
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】加熱HCOONa固體,發(fā)生的反應(yīng)有:2HCOONa Na2C2O4+H2↑ ①
2HCOONa Na2CO3 +H2↑+CO↑ ②
Na2C2O4 Na2CO3 + CO ↑ ③
HCOONa加熱分解時,固體失重率與溫度的關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是( )
A. T<415℃時,只有反應(yīng)①發(fā)生
B. 反應(yīng)①、②不可能同時發(fā)生
C. 570℃<T<600℃時,殘留固體的主要成分是Na2CO3
D. 殘留固體中m(Na2C2O4)=m( Na2CO3)時,反應(yīng)①、②的反應(yīng)速率相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲酸(HCOOH)是一種可再生的儲氫物質(zhì),其產(chǎn)生、儲存和應(yīng)用H2的循環(huán)示意圖如下。
(1)HCOOH的結(jié)構(gòu)式是________。
(2)產(chǎn)生H2:上圖中光催化產(chǎn)生H2的化學(xué)方程式是________。
(3)儲存H2:
Ⅰ.CO2加氫法:
①已知:2HCOOH (l) + O2 (g) = 2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH =-510 kJ·mol1
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) ΔH =-572 kJ·mol1
則CO2 (g) + H2 (g) = HCOOH (l) ΔH =________。
此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:K=________。
②增大壓強(qiáng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,原因是________。
即使在高壓和高溫條件下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率也不高,為實(shí)現(xiàn)CO2加氫向甲酸的高效轉(zhuǎn)化還可以采取的措施是________。
Ⅱ.電化學(xué)還原法:
在碳酸氫鹽的水溶液中,CO2還原成甲酸的原理如圖1所示。
③圖1中,陰極的電極反應(yīng)式是________。
④依據(jù)圖1,在圖2的方框中填出相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式或離子符號_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.已知A、B、C、D四種分子所含原子的數(shù)目依次為 1、3、6、6,且都含有18個電子,B、C是由兩種元素的原子組成,且分子中兩種原子的個數(shù)比均為1∶2。D是一種有毒的有機(jī)物。
(1)組成A分子的原子的元素符號是 。
(2)從B分子的立體結(jié)構(gòu)判斷,該分子屬于 (填“極性”或“非極性”)分子。
(3)C分子中包含 個σ鍵, 個π鍵。
(4)D的熔、沸點(diǎn)比C2H6的熔、沸點(diǎn)高,其主要原因是(需指明D是何物質(zhì)): 。
Ⅱ.CO的結(jié)構(gòu)可表示為,N2的結(jié)構(gòu)可表示為。
(5)下表是兩者的鍵能數(shù)據(jù):(單位:kJ·mol-1)
A—B | |||
CO | 357.7 | 798.9 | 1 071.9 |
N2 | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因: 。
Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金屬能形成配合物與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。
(6)基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為 ,基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式為 。
(7)Fe(CO)5常溫下呈液態(tài),熔點(diǎn)為-20.5 ℃,沸點(diǎn)為103 ℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體屬于 (填晶體類型)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一恒溫、恒容的密閉容器中存在化學(xué)平衡:H2(g)+I2(g) 2HI(g),已知H2和I2的起始濃度均為0.10molL-1,達(dá)到平衡狀態(tài)時HI的濃度為0.16molL-1。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)?/span>0.20molL-1,則平衡時H2的濃度為( )
A. 0.16molL-1 B. 0.08 molL-1 C. 0.04 molL-1 D. 0.02molL-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各項(xiàng)表述與示意圖一致的是:
A.圖①中a、b曲線分別表示反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2(g) → CH3CH3(g)ΔH<0;使用和未使用催化劑時,反應(yīng)過程中的能量變化
B.圖②表示25 ℃時,用0.01 mol·L-1鹽酸滴定一定體積的0.01 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨加入酸體積的變化
C.圖③表示CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)ΔH,反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系,且p1>p2,ΔH<0
D.圖④ 中曲線表示反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH <0;正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)常溫下,將20.0 g 14%的NaCl溶液跟30.0 g 24%的NaCl溶液混合,混合后得到密度為1.17 g·cm-3的溶液。請計算:
①混合后的溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________。
②混合后的溶液的物質(zhì)的量濃度為___________。
③在1 000g水中需加入__________ mol氯化鈉,才能使其濃度恰好與上述混合后的溶液的濃度相等(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(2)相同條件下,某Cl2與O2混合氣體100 mL恰好與150 mL H2化合生成HCl和H2O,則混合氣體中Cl2與O2的體積比為__________,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為____________。
(3)兩個相同容積的密閉容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g A氣體,Y中充入a g CH4氣體,X與Y內(nèi)的壓強(qiáng)之比是4∶11,則A的摩爾質(zhì)量為____________。
(4)在同溫、同壓下,實(shí)驗(yàn)測得CO、N2和O2三種氣體的混合氣體的密度是H2的14.5倍,其中O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________ (計算結(jié)果保留1位小數(shù)) 。若其中CO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則混合氣體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________ (計算結(jié)果保留1位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)稱取一定質(zhì)量的純堿溶于水中,與適量的鹽酸作用,下列關(guān)于鹽酸的用量和氣體產(chǎn)量的變化是(填偏大、偏小、不變)
①若純堿中混有K2CO3,鹽酸用量將____________;氣體產(chǎn)量將_______________。
②若純堿中混有NaHCO3,鹽酸用量將___________;氣體產(chǎn)量將_______________。
(2)寫出下列離子方程式
①金屬鈉投入CuSO4溶液_____________________ 。②向飽和食鹽水中通入足量氨氣和二氧化碳:___________.
(3)向1L,1mol/L的氯化鋁溶液中加入含氫氧化鈉xmol的氫氧化鈉溶液,當(dāng)鋁元素以Al(OH)3和AlO2-形式存在時x的取值范圍是_______,當(dāng)x=3.6時,Al(OH)3的質(zhì)量為________.
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