(15分)过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜(杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。
查阅资料:
氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝到棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。
氯化铜:从水溶液中结晶时,在26~42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。
(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→ 、 → h 、i → 、 → 。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先 后 ,这样做的目的是 。
(2)析流程:
①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是 ;
②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号) 。
a.NaOH b. NH3·H2O c.CuO d.CuSO4
③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:加少量盐酸、蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式 。此反应只能微热的原因是 。
(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率 (精确到1%);分析出现此情况的主要原因 。
(10分)化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。
(1)下列关于实验的叙述正确的有______。
A.燃着的酒精灯不慎碰翻失火,应立即用湿布盖灭 |
B.测量溶液的pH时,应先将pH试纸润湿 |
C.配制硫酸溶液时,可先在量筒内加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸 |
D.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液 |
(2)要配制500 mL 0.2 mol·L-1的FeSO4溶液,实验操作步骤有:①在天平上称取a g绿矾(FeSO4·7H2O),将它放在烧杯中,用适量蒸馏水使其完全溶解;②将所得溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中;③继续向容量瓶中加水至液面距刻度线1 cm~2 cm处,改用胶头滴管加蒸馏水至液体凹液面最低处与刻度线相切;④用少量水洗涤烧杯和玻璃棒2次~3次,每次洗涤液都转入容量瓶;⑤将容量瓶塞紧,充分摇匀。填写下列空白:
①a g绿矾的实际质量为________ g。
②上述操作步骤的正确顺序为__________________。
③若配制时遗漏步骤④,会使所配溶液的浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
④若加蒸馏水时不慎超过刻度线,处理方法是________________;若操作步骤②时有溶液溅在容量瓶外,处理方法是________________。
(11分)X、Y、Z、W和N均是由短周期元素组成的五种化合物。已知五种化合物水溶液的焰色反应均呈黄色,Y、Z和N均由三种元素组成。请根据题目要求回答下列问题。
(1)固体化合物X为浅黄色粉末,该化合物中含有的化学键有________(填序号)。
A.离子键 |
B.极性共价键 |
C.非极性共价键 |
D.氢键 |
(2)写出X与二氧化碳反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)下表为Y与Z实验的部分内容:
序号 |
主要实验步骤及实验现象 |
① |
在含Y的溶液中,加入稀硫酸放置,产生浅黄色沉淀和无色有刺激性气味的气体,该气体可使品红溶液褪色 |
② |
在含Z的溶液中,滴加盐酸,开始有白色沉淀,继续滴加盐酸,白色沉淀先增加后消失,然后加入过量的氨水又出现白色沉淀 |
③ |
将实验②最终得到的混合物加热蒸发、灼烧,最终得到白色固体 |
写出Y与稀硫酸反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
(4)写出含0.1 mol Z的溶液与20 mL 5 mol·L-1的盐酸反应的离子反应式
__________________________。实验③加热蒸发、灼烧得到的最终产物主要是________。
(5)化合物W和N可以相互转化:W△CO2+H2ON。若有W和N·xH2O的混合物6.52 g,加热到完全反应后,气体产物通过浓硫酸增重1.71 g,剩余气体通过碱石灰增重1.10 g,则混合物中W的质量为________,N·xH2O的化学式为__________。
(10分)(1)用一种试剂除去下列各物质中的杂质(括号中的物质),写出所用试剂及离子方程式。
①BaCl2(HCl):试剂________,离子方程式____________________________。
②HCl(BaCl2):试剂________,离子方程式____________________________。
(2)把Fe、Cu、FeCl3溶液、FeCl2溶液、CuCl2溶液混合于某容器中充分反应,试判断下列情况下溶液中存在的离子和金属单质。
①若Fe粉有剩余,容器中不可能有________。
②若CuCl2有剩余,容器中还可能有________。
③若FeCl3和CuCl2均有剩余,容器中不可能有________,可能有________。
④若FeCl3有剩余,则容器中不可能有________。
(6分)据“网易新闻中心”报道,2008年12月13日,湖北大冶市金牛镇小泉村发生了群体中毒事件,三名儿童在送往医院途中死亡,另两名儿童至今日仍在医院治疗。经诊断,两儿童为灭鼠药“毒鼠强”急性中毒。此前的10月30日,湖北枣阳发生了三十四人的集体毒鼠强中毒事件;而震惊全国的湖北利川“十·二一”毒鼠强投毒案,曾造成三十五人中毒、十人死亡。毒鼠强的毒害是严重的,国家已禁止使用该药来消灭老鼠。那么什么是毒鼠强?它是一种含有C、H、O、N、S的有机物,其摩尔质量为240 g·mol-1,其中所含碳元素的质量分数为20%,所含氢元素的质量分数为3.3%,所含氧元素的质量分数为26.7%,所含氮元素的质量分数为23.3%,所含硫元素的质量分数为26.7%。根据以上各元素在其中所占的质量分数,试求各元素的物质的量之比为______,其化学式为______。
(11分)某同学按下列步骤配制500 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液,请回答下列问题:
实验步骤 |
有关问题 |
(1)计算所需KCl的质量 |
需要KCl的质量为______g |
(2)称量KCl固体 |
称量过程中主要用到的仪器有________________ |
(3)将KCl放入到100 mL烧杯中加水溶解 |
为加快溶解速度,可采取的措施是______________________ |
(4)将烧杯中的溶液转移至500 mL容量瓶中 |
为防止溶液溅出,应采取的措施是____________________ |
(5)向容量瓶中加蒸馏水到刻度线 |
在进行此操作时应注意的问题是__________________________ |
你认为按上述步骤配制的KCl溶液的浓度是否为0.2 mol·L-1,请说明理由。