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简答题

实验室制备1,2-二溴乙烷(无色液体,熔点9℃,密度2.2g•cm-3)的反应原理如下:

CH3CH2OH→CH2=CH2,CH2=CH2+B2→BrCH2CH2Br

用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:

(1)在此制备实验中,下列说法正确的是______

a.为使A受热均匀,应采取水浴加热

b.A中乙醇与浓硫酸的最佳体积比为3:1

c.B可以指示后续装置中是否发生堵塞

d.C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体

e.D应用冷水冷却,但又不能过度冷却(如用冰水)

(2)判断该制备反应已经结束的最简单方法是______

(3)若产物中有少量未反应的Br2,最好用______洗涤除去;振荡后静置,产物应在______层(填

“上”、“下”);

(4)实验中乙醇的用量超出理论值,其原因可能是______(任写一种)

正确答案

解:(1)a.三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,反应为温度为170℃,远超过水的沸点,无法采取水浴加热,故a错误;

b.浓H2SO4在该反应中除了起催化作用外,还起脱水作用,保持其过量的原因主要是为了使浓H2SO4保持较高的浓度,促使反应向正反应方向进行,

无水乙醇与浓硫酸的体积比为1:3,故b错误;

c.如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,故c正确;

d.浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,所以C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体,故d正确;

e.溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,(如用冰水),所以D应用冷水冷却,但又不能过度冷却(如用冰水),故e正确;

故答案为:cde;

(2)该制备反应已经结束,装置D在乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,所以通过观察溴水颜色是否褪尽,判断装置D中该制备反应是否已经结束,

故答案为:D中褪色;

(3)常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,

故答案为:NaOH;下;

(4)乙醇在浓硫酸作催化剂作用下会有乙醚等副产物生成,反应太剧烈时乙醇部分挥发或气流速度过快,

故答案为:有副反应发生或气流速度过快.

解析

解:(1)a.三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,反应为温度为170℃,远超过水的沸点,无法采取水浴加热,故a错误;

b.浓H2SO4在该反应中除了起催化作用外,还起脱水作用,保持其过量的原因主要是为了使浓H2SO4保持较高的浓度,促使反应向正反应方向进行,

无水乙醇与浓硫酸的体积比为1:3,故b错误;

c.如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,故c正确;

d.浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应,SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,所以C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体,故d正确;

e.溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,(如用冰水),所以D应用冷水冷却,但又不能过度冷却(如用冰水),故e正确;

故答案为:cde;

(2)该制备反应已经结束,装置D在乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,所以通过观察溴水颜色是否褪尽,判断装置D中该制备反应是否已经结束,

故答案为:D中褪色;

(3)常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,

故答案为:NaOH;下;

(4)乙醇在浓硫酸作催化剂作用下会有乙醚等副产物生成,反应太剧烈时乙醇部分挥发或气流速度过快,

故答案为:有副反应发生或气流速度过快.

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简答题

重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等.以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如图1:

请回答下列问题:

(1)固体残渣主要是含______元素的氧化物.在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式______

(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为:____________

(3)下列仪器在分离出含Na2CrO4溶液的操作中,不需要的是______

A.酒精灯   B.烧杯   C.蒸发皿   D.漏斗   E.冷凝管

(4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是______

(5)工业酸性废水中的Cr2O72-通常以铁做电极,采用电 解法除去.在如图2所示的装置中:

①电极A区Cr2O72-(Cr2O72-还原为Cr3+)发生反应的离子方程式是______

②假设一段时间后,所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1  mol/L,要使Fe3+沉淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液   pH的范围是______.(已知:KSPFe(OH)3=4.0×10-38,KSPCr(OH)3=6.0×10-31,lg=-0.1,lg=0.2,lg=0.3,lg=0.6)

正确答案

解:以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料,加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应生成铬酸钠,二氧化碳,水浸后过滤得到滤渣FeO,滤液为Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;调节溶液PH沉淀硅酸跟离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;

(1)由上述分析可知,滤渣为FeO,则固体残渣主要是含铁元素的氧化物,在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,故答案为:铁(或Fe); 2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2

(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2 HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)分离出含Na2CrO4溶液,需要过滤,仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,不需要ACE,故答案为:ACE;

(4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20,故答案为:2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20;

(5)工业酸性废水中的Cr2O72-通常以铁做电极,则Fe为阳极,失去电子生成亚铁离子,具有还原性,

①电极A区Cr2O72-(Cr2O72-还原为Cr3+)发生反应的离子方程式是Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20,故答案为:Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20;  

②反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀,需要c(Fe3+)=10-5mol/l时铁离子沉淀完全,由溶度积常数Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c3(OH-)==4.0×10-33 ,c(OH-)==×10-11mol/L,c(H+)==10-3.2,pH=-lgc(H+)=3.2;

Cr3+还未开始沉淀,c(Cr3+)=0.1mol/L,Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10-31,c3(OH-)==6.0×10-30;c(OH-)=×10-10mol/L,c(H+)==10-4.3mol/L,pH=-lgc(H+)=4.3,

则要使Fe3+沉淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是3.2~4.3,

故答案为:3.2~4.3之间.

解析

解:以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料,加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应生成铬酸钠,二氧化碳,水浸后过滤得到滤渣FeO,滤液为Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;调节溶液PH沉淀硅酸跟离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;

(1)由上述分析可知,滤渣为FeO,则固体残渣主要是含铁元素的氧化物,在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,故答案为:铁(或Fe); 2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2

(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2 HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)分离出含Na2CrO4溶液,需要过滤,仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,不需要ACE,故答案为:ACE;

(4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20,故答案为:2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20;

(5)工业酸性废水中的Cr2O72-通常以铁做电极,则Fe为阳极,失去电子生成亚铁离子,具有还原性,

①电极A区Cr2O72-(Cr2O72-还原为Cr3+)发生反应的离子方程式是Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20,故答案为:Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20;  

②反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀,需要c(Fe3+)=10-5mol/l时铁离子沉淀完全,由溶度积常数Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c3(OH-)==4.0×10-33 ,c(OH-)==×10-11mol/L,c(H+)==10-3.2,pH=-lgc(H+)=3.2;

Cr3+还未开始沉淀,c(Cr3+)=0.1mol/L,Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10-31,c3(OH-)==6.0×10-30;c(OH-)=×10-10mol/L,c(H+)==10-4.3mol/L,pH=-lgc(H+)=4.3,

则要使Fe3+沉淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是3.2~4.3,

故答案为:3.2~4.3之间.

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用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2•xH2O).有如下操作:

已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解.

(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+.能检验溶液A中Fe2+的试剂为______(填编号,下同)     ①KMnO4   ②(NH42S   ③NaOH   ④KSCN

(2)要得到较纯的产品,试剂可选用______

①NaOH      ②FeO     ③CuO      ④Cu(OH)2   ⑤Cu2(OH)2CO3

(3)欲测定溶液A中的Fe2+的浓度,实验前,首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外,还需______,下列滴定方式中(夹持部分略去),最合理的是______(填序号)

写出滴定反应的离子方程式______

(4)某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,电解质溶液为稀硫酸,请写出负极的电极反应式______

(5)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2•xH2O)中x的值,某兴趣小组设计了两种实验方案

方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g.

方案二:称取mg晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却,称量所得固体的质量为n2g.

试评价上述两种实验方案:其中正确的方案是______(填”一”或”二”)

据此计算得x=______(用含m、n1或n2的代数式表示).

正确答案

解:(1)亚铁离子具有还原性,能被高锰酸钾氧化为三价铁,使高锰酸钾褪色,是检验溶液A中Fe2+的最佳试剂,

故答案为:①; 

(2)得到较纯的产品,需要调节pH使铁离子转化为沉淀,选择的试剂可以是CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,而①②均会引入杂质离子,

故答案为:③④⑤;

(3)配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液需要的仪器有:天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶,高锰酸钾具有强氧化性,必须放在酸式滴定管中,所以最合理的是b,滴定反应:Mn元素的化合价由+7价降低为+2价,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,由电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知,离子反应为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,

故答案为:250mL容量瓶;b;5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;

(4)原电池负极反应氧化反应,Fe2+在负极放电生成Fe3+,负极电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+

故答案为:Fe2+-e-═Fe3+

(5)CuCl2•xH2O中x的值的确定依据是加热前后的质量差即为减少的水的质量,所以选择方案二,根据Cu元素守恒,则

CuCl2•xH2O~Cu(OH)2~CuO,

1                      1

                   即 =   解得x=

故答案为:二;

解析

解:(1)亚铁离子具有还原性,能被高锰酸钾氧化为三价铁,使高锰酸钾褪色,是检验溶液A中Fe2+的最佳试剂,

故答案为:①; 

(2)得到较纯的产品,需要调节pH使铁离子转化为沉淀,选择的试剂可以是CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,而①②均会引入杂质离子,

故答案为:③④⑤;

(3)配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液需要的仪器有:天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶,高锰酸钾具有强氧化性,必须放在酸式滴定管中,所以最合理的是b,滴定反应:Mn元素的化合价由+7价降低为+2价,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,由电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知,离子反应为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,

故答案为:250mL容量瓶;b;5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;

(4)原电池负极反应氧化反应,Fe2+在负极放电生成Fe3+,负极电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+

故答案为:Fe2+-e-═Fe3+

(5)CuCl2•xH2O中x的值的确定依据是加热前后的质量差即为减少的水的质量,所以选择方案二,根据Cu元素守恒,则

CuCl2•xH2O~Cu(OH)2~CuO,

1                      1

                   即 =   解得x=

故答案为:二;

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简答题

(2013秋•沙坪坝区校级期中)在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1~10nm之间).如图所示A~E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题.

(1)实验室制备NH3的反应方程式:______

(2)实验室制取、收集干燥的NH3,需选用上述仪器装置的接口连接顺序是(选填字母):a接________________________接h;

(3)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是______,试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式______

(4)在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下,CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降,若CO2过量溶液中大量存在的离子有(不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子)______

(5)取反应后去除了CaCO3的溶液分别做以下实验,下列实验判断合理的是:______

A.滴加少量Na2CO3溶液,若有沉淀说明CO2一定不足

B.滴加少量盐酸,若有气泡,CO2一定过量

C.测量溶液pH,若大于7,CO2一定不足量

D.滴加少量BaCl2溶液,若无沉淀,CO2一定没有过量

(6)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级______

正确答案

解:(1)实验室用氯化铵和碱石灰反应制取氨气,即碱与盐反应生成新碱和新盐,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,

故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;

(2)实验室制取氨气采用固体、固体加热型装置,所以应选A为反应装置;生成物中含有水,氨气属于碱性气体,所以应选择碱性物质吸收水蒸气,故选C;氨气极易溶于水,且氨气的密度小于空气的密度,所以应采用向下排空气法收集,故选D;氨气有刺激性气味,所以不能直接排空;氨气极易溶于水,所以尾气处理应采用防止倒吸装置,用水吸收即可,故选E;注意干燥管的使用原则是大口进小口出,所以仪器装置的接口连接顺序是d、e、g、f,

故答案为:d;e;g;f;

(3)氨气极易溶于水,二氧化碳不易溶于水,所以应先通入氨气;氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,离子反应为:Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

故答案为:NH3;Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

(4)若二氧化碳过量,二氧化碳、碳酸钙和水反应生成碳酸氢钙导致碳酸钙的量减少,碳酸氢钙是可溶性的强电解质,在水溶液里电离出钙离子、碳酸氢根离子,溶液中还含有氯离子和铵根离子,

故答案为:Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-

(5)根据(4)可知:若CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-

A.滴加少量Na2CO3溶液,若有沉淀,为碳酸根离子和钙离子的反应,可以为CO2足量,溶液中存在HCO3-,故A错误;

B.滴加少量盐酸,若有气泡,为碳酸氢根离子和酸的反应,CO2一定过量,故B正确;

C.碳酸氢钠为弱酸的酸式盐,溶液呈碱性,测量溶液pH,若大于7,也能为碳酸氢钠溶液,即CO2足量的情况,故C错误;

D.CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-,滴加少量BaCl2溶液,无沉淀,故D错误;

故答案为:B;

(6)碳酸钙样品颗粒如果为纳米级,纳米级的颗粒在胶体范围内,所以具有胶体的性质,运用胶体的丁达尔效应判断;取少量样品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出现一条光亮的通路,则是纳米级,否则不是,

故答案为:与水混合,试验观察丁达尔效应.

解析

解:(1)实验室用氯化铵和碱石灰反应制取氨气,即碱与盐反应生成新碱和新盐,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,

故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;

(2)实验室制取氨气采用固体、固体加热型装置,所以应选A为反应装置;生成物中含有水,氨气属于碱性气体,所以应选择碱性物质吸收水蒸气,故选C;氨气极易溶于水,且氨气的密度小于空气的密度,所以应采用向下排空气法收集,故选D;氨气有刺激性气味,所以不能直接排空;氨气极易溶于水,所以尾气处理应采用防止倒吸装置,用水吸收即可,故选E;注意干燥管的使用原则是大口进小口出,所以仪器装置的接口连接顺序是d、e、g、f,

故答案为:d;e;g;f;

(3)氨气极易溶于水,二氧化碳不易溶于水,所以应先通入氨气;氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,离子反应为:Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

故答案为:NH3;Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4+

(4)若二氧化碳过量,二氧化碳、碳酸钙和水反应生成碳酸氢钙导致碳酸钙的量减少,碳酸氢钙是可溶性的强电解质,在水溶液里电离出钙离子、碳酸氢根离子,溶液中还含有氯离子和铵根离子,

故答案为:Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-

(5)根据(4)可知:若CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-

A.滴加少量Na2CO3溶液,若有沉淀,为碳酸根离子和钙离子的反应,可以为CO2足量,溶液中存在HCO3-,故A错误;

B.滴加少量盐酸,若有气泡,为碳酸氢根离子和酸的反应,CO2一定过量,故B正确;

C.碳酸氢钠为弱酸的酸式盐,溶液呈碱性,测量溶液pH,若大于7,也能为碳酸氢钠溶液,即CO2足量的情况,故C错误;

D.CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca 2+、NH4+、HCO3-、Cl-,滴加少量BaCl2溶液,无沉淀,故D错误;

故答案为:B;

(6)碳酸钙样品颗粒如果为纳米级,纳米级的颗粒在胶体范围内,所以具有胶体的性质,运用胶体的丁达尔效应判断;取少量样品和水混合形成分散系,用一束光照射,若出现一条光亮的通路,则是纳米级,否则不是,

故答案为:与水混合,试验观察丁达尔效应.

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用含少量铁的氧化铜为原料制取氯化铜晶体(CuCl2•xH2O)的主要流程如下:

已知有关金属离子的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH数据为:

Fe3+:2.7-3.7;CU2+:5.2-6.4;Fe2+:7.6-9.6

请回答下列问题:

(1)原料经酸溶所得到的pH=2的混合液中含有的金属离子主要有______.(写离子符号)

(2)使用氧化剂A的目的是______.A可选下列物质中的______.(填序号)

①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3

(3)试剂B的作用是______.滤渣的主要成分除可能含有B外,还一定含有的物质是______.(写化学式)

(4)过滤所得到的滤液必须呈较强的酸性(即含有一定量的盐酸,必要时可以使用盐酸进行酸化),其主要目的是______.从滤液中得到氯化铜晶体的实验操作方法依次是______、冷却结晶、______、干燥.

正确答案

解:(1)盐酸和铁、氧化铜反应,发生的离子反应方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;CuO+2H+=Cu2++H2O,所以原料经酸溶所得到的pH=2的混合液中含有的金属离子主要有:Cu2+、Fe2+

故答案为:Cu2+、Fe2+

(2)Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.2开始沉淀,Fe2+从pH=7.6开始沉淀,为了除去铁杂质,需将Fe2+氧化为Fe3+,加入氧化剂A的目的是把亚铁离子氧化,①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3,都能氧化亚铁离子,但②KMnO4 ③HNO3,均会引入杂质离子,所以选择①Cl2

故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;①;

(3)加入试剂B的目的是调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤除去沉淀,Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.2开始沉淀,所以应该可知pH范围为3.7~5.2,使Fe3+转化为Fe(OH)3,除去Fe3+,所以滤渣的主要成分除可能含有B外,还一定含有的物质是Fe(OH)3

故答案为:调节溶液的PH至3.7~5.2,使Fe3+完全沉淀;Fe(OH)3

(4)CuCl2为强酸弱碱盐,会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu(OH)2+2HCl,过滤所得到的滤液必须呈较强的酸性(即含有一定量的盐酸)可抑制铜离子的水解,含有结晶水的晶体采用冷却结晶,所以从滤液中得到氯化铜晶体的实验操作方法依次为蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤等,

故答案为:防止Cu2+在蒸发结晶时水解;蒸发浓缩;过滤.

解析

解:(1)盐酸和铁、氧化铜反应,发生的离子反应方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;CuO+2H+=Cu2++H2O,所以原料经酸溶所得到的pH=2的混合液中含有的金属离子主要有:Cu2+、Fe2+

故答案为:Cu2+、Fe2+

(2)Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.2开始沉淀,Fe2+从pH=7.6开始沉淀,为了除去铁杂质,需将Fe2+氧化为Fe3+,加入氧化剂A的目的是把亚铁离子氧化,①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3,都能氧化亚铁离子,但②KMnO4 ③HNO3,均会引入杂质离子,所以选择①Cl2

故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;①;

(3)加入试剂B的目的是调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤除去沉淀,Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.2开始沉淀,所以应该可知pH范围为3.7~5.2,使Fe3+转化为Fe(OH)3,除去Fe3+,所以滤渣的主要成分除可能含有B外,还一定含有的物质是Fe(OH)3

故答案为:调节溶液的PH至3.7~5.2,使Fe3+完全沉淀;Fe(OH)3

(4)CuCl2为强酸弱碱盐,会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu(OH)2+2HCl,过滤所得到的滤液必须呈较强的酸性(即含有一定量的盐酸)可抑制铜离子的水解,含有结晶水的晶体采用冷却结晶,所以从滤液中得到氯化铜晶体的实验操作方法依次为蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤等,

故答案为:防止Cu2+在蒸发结晶时水解;蒸发浓缩;过滤.

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