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某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·H2O晶体,并进一步探...

某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:

已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2 CuO

SOCl2熔点―105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。

请回答:

(1)步调pH适合的物质是_________(填化学式)。

(2)步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是_____________为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是___________(填一种)。

(3)步中发生反应的化学方程式是_______________________

(4)步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略,如图)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由___________________

装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞______(“a”、“b”“ab”)。

(5)为测定无水Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。

已知:4NH3·H2O + Cu2+ == Cu(NH3)42+ + 4H2O;Cu(NH3)42+ 对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)Cu2+ 在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3)42+的吸光度ACu2+ 标准溶液浓度关系如图所示:

准确称取0.3150g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100 mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100 mL,测得溶液吸光度A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是_________(以质量分数表示)。

 

CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170℃,防止硝酸铜水解),加热至溶液表面形成一层晶膜 减慢冷却结晶的速度或冷却后静置较长时间 Cu(NO3)2•3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑ 在AB之间增加干燥装置,防止B中的水蒸气进入A中 b 92.5% 【解析】为提高铜的浸取率,所用硝酸必然是过量的,此时铁也溶解转化为硝酸铁,调pH的目的是除去铁离子。然后蒸发浓缩、降温结晶得到硝酸铜晶体,最后在SOCl2的保护下脱去结晶水得到无水硝酸铜,据此解答。 (1)调节pH促进铁离子水解沉淀铁离子,不引入新杂质,同时不能沉淀铜离子,因此第②步调pH适合的物质是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3; (2)根据题意,温度不能高于170℃,否则Cu(NO3)2•3H2O变质,故蒸发浓缩应将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170℃),加热至溶液表面形成一层晶膜减慢冷却结晶的速度,可得到较大颗粒的Cu(NO3)2•3H2O晶体; (3)根据以上分析可知第④步中发生反应的化学方程式是Cu(NO3)2•3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑; (4)第④步,某同学设计的实验装置有一处不合理,根据装置图可知应该是氢氧化钠溶液中的水蒸气可以进入A中影响A中的硝酸铜晶体脱水反应。改进的方法是在AB之间增加干燥装置,理由是防止B中的水蒸气进入A中;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞b。 (5)由图像可知,A=0.620时,对应的溶液中c(Cu2+)=1.55×10-3mol/L,则n[Cu(NO3)2]=100mL/10mL×0.1L×1.55×10-3mol/L=1.55×10-3mol,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是1.55×10-3×188/0.3150×100%=92.5%。
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考点分析:
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氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。

(1)已知:900 K时,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),反应自发。

该反应是放热还是吸热,判断并说明理由______________________________________

②900 K时,体积比为4:lHClO2在恒温恒容的密闭容器中发生反应,HCl的平衡转化率α(HCl) 随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变,升温到T K(假定反应历程不变),请画出压强在1.5×l05~4.5×105Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线示意图_________

(2)已知:Cl2(g)+2NaOH(aq)==NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)  △Hl=―102 kJ·mol-1

3Cl2(g)+6NaOH(aq)==5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1)  △H2=―422 kJ·mol—1

写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式_____________________

用过量的冷NaOH溶液吸收氯气,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此时ClO的浓度为c0 mol·L-1;加热时NaClO转化为NaClO3,测得t时刻溶液中ClO浓度为ct mol·L-1,写出该时刻溶液中Cl浓度的表达式;c(Cl)=_________ mol·L-1 (c0、ct表示)

有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行:

I、2ClO=ClO2+Cl

II、ClO2+ClO=ClO3+Cl

常温下,反应II能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:_______________________________

(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气,会使电解电压升高,电解效率下降。为抑制氢气的产生,可选择合适的物质(不引入杂质),写出该电解的总化学方程式________________________________________

 

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为确定Na2CO3NaHCO3混合物样品的组成,称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL,充分反应,产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解)如下表:

(1)样品中物质的量之比n(Na2CO3):n(NaHCO3)=_________

(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=______________

 

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用无水Na2CO3固体配制250 mL 0.100 0 mol·L1的溶液

请回答下列问题

(1)在配制过程中不必要的玻璃仪器是________

A烧杯  B量筒 C玻璃棒  D胶头滴管   E容量瓶

(2)定容时的操作当液面接近容量瓶刻度线时______________________________________再将容量瓶塞盖好反复上下颠倒摇匀

(3)下列操作会使配得的Na2CO3溶液浓度偏低的是________

A称取相同质量的Na2CO3·10H2O固体进行配制

B定容时俯视容量瓶的刻度线

C摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线再滴加蒸馏水至刻度线

D转移洗涤液时洒到容量瓶外继续用该未清洗的容量瓶重新配制

 

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为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:

   

请回答:

(1)X的组成元素为HO______(用元素符号表示),化学式为________________

(2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)

_______________________________________________________________________________

 

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A是一种重要的化工原料已知A在标准状况下的密度1.25 g·L1,B可发生银镜反应它们之间的转化关系如图

请回答

(1)有机物B中含有的官能团名称是_______________________________________________

(2)步发生加成反应该反应的化学方程式是_________________________________

(3)将金属钠与有机物D反应所得的少量产物溶于水滴加2滴酚酞溶液水溶液显红色其原因是__________________(用化学方程式表示)。

(4)下列说法正确的是________

A.有机物AD在一定条件下可反应生成乙醚[(CH3CH2)2O]

B.用新制碱性氢氧化铜悬浊液无法区分有机物B、CD

C.通过直接蒸馏乙酸乙酯和有机物C的混合物可分离得到纯的乙酸乙酯

D.相同条件下乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解较在稀硫酸中更完全

 

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