Question

5．氯化亞銅（CuCl）廣泛用于有機合成、氣體吸收、冶金、醫(yī)藥化工等行業(yè)．
（1）工業(yè)上氯化亞銅可由下列反應(yīng)制備：
2CuSO₄+Na₂SO₃+2NaCl+Na₂CO₃→2CuCl↓+3Na₂SO₄+CO₂↑．制備過程中需要20%的CuSO₄溶液，配制100g 該CuSO₄溶液需要膽礬31.25g，需要水68.75g．
（2）實驗室可用如下方法制備少量CuCl：取10mL 0.2mol/L CuCl₂溶液，加入0.128g銅屑和36.5%的濃鹽酸（密度為1.2g/mL）3mL，在密閉容器中加熱，充分反應(yīng)后，得到無色溶液A；將溶液A全部傾入水中，可得到白色的氯化亞銅沉淀．已知溶液A中只含氫離子和兩種陰離子（不考慮水的電離），其中，n（H⁺）=0.036mol、n（Cl^-）=0.032mol．請通過分析和計算，確定溶液A中另一陰離子的化學(xué)式和物質(zhì)的量．
（3）由CO₂、O₂、CO、N₂組成的混合氣體1.008L，測得其密度為1.429g/L，將該氣體依次通過足量的30%KOH溶液、氯化亞銅氨溶液（可完全吸收O₂和CO）（假定每一步反應(yīng)都能進行完全），使上述液體分別增加0.44g、0.44g（體積和密度均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）．
①該混合氣體的摩爾質(zhì)量是32g/mol；混合氣體中n（CO₂）：n（CO和N₂）=1：3．
列式計算：
②混合氣體中CO的質(zhì)量是多少？
③最后剩余氣體的體積是多少？

Answer 1

分析 （1）20% 的CuSO₄溶液含硫酸銅20g，根據(jù)膽礬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算；
（2）溶液A中只含氫離子，說明銅元素形成了絡(luò)合離子；溶液呈電中性，遵循電荷守恒；
（3）①摩爾質(zhì)量等于密度乘以氣體摩爾體積；KOH溶液可吸收二氧化碳，氯化亞銅氨溶液可完全吸收O₂和CO；
②根據(jù)m=nM解題；
③剩余氣體為氮氣．

解答 解：（1）20% 的CuSO₄溶液含硫酸銅20g，膽礬的質(zhì)量為$\frac{20g×250}{160}$=31.25g，水的質(zhì)量為100g-31.25g=68.75g，故答案為：31.25；68.75；
（2）溶液A中只含氫離子，說明銅元素形成了絡(luò)合離子，為[CuCl₂]^-，溶液呈電中性，遵循電荷守恒，n（H⁺）=n（Cl^-）+n[CuCl₂]^-，n[CuCl₂]^-=4×10^-3mol，故答案為：①[CuCl₂]^-或[Cu₂Cl₄]^2-；4×10^-3mol或2×10^-3mol（化學(xué)式須與物質(zhì)的量匹配）；
（3）①摩爾質(zhì)量等于密度乘以氣體摩爾體積，1.429g/L×22.4L/mol=32g/mol，混合氣體的質(zhì)量為1.429g/L×1.008L=1.4404g，1.4404g-0.44-0.44=0.5604g，n（N₂）=$\frac{0.5604g}{28g/mol}$=0.02mol，
KOH溶液可吸收二氧化碳，n（CO₂）=$\frac{0.44g}{44g/mol}$=0.01mol，混合氣體的物質(zhì)的量為$\frac{1.008L}{22.4mol/L}$=0.045mol，n（O₂和CO）=0.045mol-0.01mol-0.02mol=0.015mol，
設(shè)CO的物質(zhì)的量為x，氧氣的物質(zhì)的量為y．
x+y=0.015mol
28x+32y=0.44g
解得x=0.01mol，y=0.005mol
n（CO和N₂）=0.01mol+0.02mol=0.03mol
n（CO₂）：n（CO和N₂）=1：3，故答案為：32；1：3；
②m=nM=28g/mol×0.01mol=0.28g，答：質(zhì)量為0.28g；
③剩余氣體為氮氣，體積是0.02mol×22.4L/mol，答：體積為0.448L．

點評 本題考查質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算、電荷守恒以及探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和元素化合物知識的綜合理解和運用的考查，難度中等，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累．