4.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè).CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化.以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:

回答下列問題:
(1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是CuSO4或Cu2+,溶解溫度應(yīng)控制在60-70℃,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解.
(2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+
(3)步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是硫酸(寫名稱).
(4)上述工藝中,步驟⑥不能省略,理由是醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化.
(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離.工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有BD(填字母)
A、分餾塔   B、離心機(jī)  C、反應(yīng)釜   D、框式壓濾機(jī)
(6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品mg,將其置于過量的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用amol/L-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7溶液bmL,反應(yīng)中Cr2O72-被還原為Cr3+,樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.597ab}{m}×100%$.

分析 酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅,過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止水解、氧化,步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離,根據(jù)混合的水溶性進(jìn)行分離,沒有發(fā)生化學(xué)變化,可用離心機(jī)以及框式壓濾機(jī),以得到濾餅,氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,結(jié)合關(guān)系式解答該題.

解答 解:酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅,過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗滌,烘干得到氯化亞銅.
(1)由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性,可氧化Cu生成CuSO4或Cu2+,溶解溫度應(yīng)控制在60-70℃,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解,
故答案為:CuSO4或Cu2+;溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解;
(2)銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl,發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,故答案為:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+
(3)由流程可知,經(jīng)酸洗、水洗后得到硫酸銨,則應(yīng)加入硫酸,為防止CuCl溶解,不能加入硝酸等氧化性酸,也不能加入鹽酸,防止引入新雜質(zhì),
故答案為:硫酸;
(4)步驟⑥為醇洗,因乙醇沸點低,易揮發(fā),則用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止水解、氧化,
故答案為:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化;
(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離,根據(jù)混合的水溶性進(jìn)行分離,沒有發(fā)生化學(xué)變化,可用離心機(jī)以及框式壓濾機(jī),以得到濾餅,
故答案為:BD;
(6)氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,
反應(yīng)的關(guān)系式為6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-,
             6                1
             n                ab×10-3mol
n=6ab×10-3mol,
m(CuCl)=99.5g/mol×6ab×10-3mol=0.597abg,
則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.597ab}{m}×100%$,
故答案為:$\frac{0.597ab}{m}×100%$.

點評 本題為2015年高考題,題目考查學(xué)生閱讀獲取信息的能力、常用化學(xué)用語、氧化還原滴定的應(yīng)用等,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰陀嬎隳芰Φ目疾椋⒁獍盐瘴镔|(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)流程,難度中等,注意(6)中利用關(guān)系式的計算.

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:填空題

14.(1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,寫出它與足量氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式H3PO2+OH-=H2PO2-+H2O,NaH2PO2為正鹽(填“正鹽”或“酸式鹽”)
(2)①在硅酸鹽中,SiO44-四面體(如下圖(a))通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式.圖(b)為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為sp3

②寫出CO2的路易斯結(jié)構(gòu)式;
③第IIIA的元素由于最外能層的p能級中有空軌道,故稱為缺電子元素.硼酸的結(jié)構(gòu)式可表示為,但硼酸溶于水后,1個硼酸分子與水作用,只能產(chǎn)生1個H+,請寫出硼酸溶于水后溶液顯酸性的離子方程式:H3BO3+H2O?H4BO4-+H+

(3)向硫酸銅溶液中加入過量的NaOH溶液可生成 Cu(OH)42-,不考慮空間構(gòu)型,Cu(OH)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.完全燃燒①甲烷、②乙烯、③苯(C6H6)三種有機(jī)物,問:
(1)當(dāng)三種有機(jī)物等物質(zhì)的量時,耗氧量從大到小的順序為①(用序號表示,下同)
(2)當(dāng)三種有機(jī)物等質(zhì)量時,耗氧量從大到小的順序為③;
(3)三種有機(jī)物碳元素含量從小到大的順序為①②③.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.近來查明,二氧化三碳(C3O2)是金星大氣層的一個組成部分,且其分子中所有原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu).下列關(guān)于二氧化三碳的說法錯誤的是( 。
A.二氧化三碳的電子式為B.C3O2、CO、CO2都是碳的氧化物
C.C3O2和CO一樣可以燃燒生成CO2D.C3O2和CO2都是碳酸的酸酐

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是有碳粉,二氧化錳,氯化鋅和氯化銨等組成的填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH,回收處理該廢電池可以得到多種化工原料,有關(guān)數(shù)據(jù)下表所示:
溶解度/(g/100g水)

溫度/℃
化合物
020406080100
NH4Cl29.337.245.855.365.677.3
ZnCl2343395452488541614
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
Ksp近似值10-1710-1710-39
回答下列問題:
(1)該電池的正極反應(yīng)式為MnO2+H++e-=MnOOH,電池反應(yīng)的離子方程式為:2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+
(2)維持電流強(qiáng)度為0.5A,電池工作五分鐘,理論消耗鋅0.05g.(已經(jīng)F=96500C/mol)
(3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,兩者可以通過加熱濃縮冷卻結(jié)晶分離回收,濾渣的主要成分是MnO2、碳粉和MnOOH,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法是空氣中加熱,其原理是碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸,MnOOH氧化為二氧化錳.
(4)用廢電池的鋅皮制作ZnSO4•7H2O的過程中,需除去鐵皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加入稀H2SO4和H2O2,溶解,鐵變?yōu)镕e3+加堿調(diào)節(jié)pH為2.7時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10-5mol•L-1時,即可認(rèn)為該離子沉淀完全).繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為6時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1mol•L-1).若上述過程不加H2O2的后果是Zn2+和Fe2+分離不開,原因是Zn(OH)2、Fe(OH)2的Ksp相近.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.2006年諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家Roger.D.Kormberg,他揭示了真核生物體內(nèi)細(xì)胞如何利用基因內(nèi)存儲的信息合成蛋白質(zhì).下列關(guān)于蛋白質(zhì)和氨基酸的說法正確的是(  )
A.可以采用多次鹽析和溶解的方法分離提純蛋白質(zhì)
B.HCHO溶液或(NH42SO4溶液均能使蛋白質(zhì)變性
C.肽鍵是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中的主鍵
D.用甘氨酸和丙氨酸縮合最多可以形成3種二肽

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列敘述正確的是( 。
A.糖類、油脂、蛋白質(zhì)和DNA都是提供人體能量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)
B.塑料管材、奶瓶、食物保鮮膜、大棚塑料薄膜等主要材料是聚氯乙烯
C.SO2、NO2、NO、氟氯烴、CO2等均是造成大氣污染的重要物質(zhì)
D.氫鍵、分子間作用力、離子鍵和共價鍵均為微粒間的相互作用力

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.已知298K,1.01×105Pa條件下:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282.9kJ•mol-1下列熱化學(xué)方程式正確的是( 。
A.CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.1kJ•mol-1
B.CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=+200.7kJ•mol-1
C.CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-766.5kJ•mol-1
D.CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=+41.1kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.食鹽中含有一定量的鎂、鐵等物質(zhì),加碘鹽中碘的損失主要由于雜質(zhì)、水份、空氣中的氧氣以及光照,受熱而引起的.
已知:氧化性:IO3->Fe3+>I2還原性:S2O32->I-
反應(yīng)式:KI+I2?KI3
(1)某學(xué)習(xí)小組對加碘鹽進(jìn)行了如下實驗:取一定量某加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+).用適量蒸餾水溶解,并加稀硫酸酸化,將所得溶液分3份:第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色;第二份試液中加足量KI固體,溶液顯示淡黃色,用CCl4萃取,下層溶液顯紫紅色;第三份試液中加入足量的KIO3固體后,滴加淀粉試劑,溶液不變色.
①該紅色物質(zhì)是Fe(SCN)3 (用化學(xué)式表示);CCl4中顯示紫紅色的物質(zhì)是(用電子式表示).
②第二份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O;2Fe3++2I-═2Fe2++I2
(2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中,由于空氣中氧氣的作用,容易引起碘的損失.寫出潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH.
將I2溶于KI溶液,在低溫條件下,可制得KI3?H2O.該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適?否 (填“是”或“否”),并說明理由:KI3受熱(或潮濕)條件下產(chǎn)生KI和I2,KI被氧氣氧化,I2易升華;.
(3)為了提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性,可加穩(wěn)定劑減少碘的損失.下列物質(zhì)中有可能作為穩(wěn)定劑的是AC.
A.Na2S2O3          
B.AlCl3 
C.Na2CO3
D.NaNO2
(4)對含F(xiàn)e2+較多的食鹽(假設(shè)不含F(xiàn)e3+),可選用KI作為加碘劑.請設(shè)計實驗方案,檢驗該加碘鹽中的Fe2+:取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中,用鹽酸酸化,滴加適量氧化劑(如:氯水、過氧化氫等),再滴加KSCN溶液,若顯血紅色,則該加碘鹽中存在Fe2+..

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同步練習(xí)冊答案