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题文

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15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,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    ,这样做的目的是   
(2)分析流程:
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                

科目 化学   题型 实验题   难度 困难
知识点: 常见气体制备原理及装置选择
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有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。

⑴加热前通入空气的目的是____ ___,操作方法为______________________________________________。
⑵装置A、C、D中盛放的试剂分别为A_______,C______,D______。
⑶若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量将__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中测定结果中NaHCO3的含量将___________;若撤去E装置,则测得Na2CO3·10H2O的含量__________。
⑷若样品质量为w g,反应后C、D增加的质量分别为m1 g、m2 g,由此可知混合物中
NaHCO3质量分数为_____________________(用含wm1m2的代数式表示)

根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验,填写下列空白:
(1)该实验中,将硫酸铜晶体碾碎时需用到的仪器名称为,加热硫酸铜晶体则需要将其盛放在(仪器名称)中,加热过程中需注意
(2)某学生实验后得到下表数据:
实验数据:

加热前的质量加热后的质量
W1(容器) W2(容器+晶体) W3(容器+无水硫酸铜)
5.4g 7.9g 7.1g

请写出结晶水含量(x%)的计算公式(用W1、W2、W3表示):
x%=,该生测定结果是偏高还是偏低?
从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是(填写字母)
A.加热前称量时容器未完全干燥。
B.加热后容器未放入干燥器中冷却。
C.加热过程中晶体有少量溅出。

如下图所示装置中:

a是盛有标准状况下的空气(氧气占1/5)和10mL 1.2mol/L硝酸的250 mL烧瓶;b是未充气(实验开始前内部没有气体)放有0.384g铜粉的气球;c是夹紧了的弹簧夹;d中盛有足量的过氧化钠;e是充有二氧化碳的针筒。整套装置已经过气密性检查合格。
(1)将气球中的铜粉小心倒入烧杯中,充分反应后发现铜粉有余(设产生的气体不溶解于溶液中),则可观察到的现象是
(2)欲提高铜与硝酸反应的速率可采用多种不同的措施。
①若用加入化学试剂法,下列试剂中可以选用的是

A.蒸馏水 B.无水醋酸钠
C.石墨 D.少量硝酸银溶液

②若用升温法,请在图中画出完整的示意图。
③将烧瓶不断振荡发现气球逐渐缩小,反应的化学方程式是
此时气球是全在烧瓶外还是一部分进入烧瓶?
④打开弹簧夹,将二氧化碳反推入干燥管内继续振荡,使气体与气体、溶液充分接触,欲使所有的铜粉全溶解,至少需要推入二氧化碳 mL.
⑤将上述全过程用一个总的化学方程式表示:

(1)右图所示是实验室中制取气体的一种简易装置。

①请简述检验它的气密性的方法
②利用右图所示装置可以制取气体(填反应物状况及发生反应是否需要的条件)。
(2)张明同学设计下图所示装置,用粗铁粒与189g·L-1硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。

①189g·L-1硝酸的物质的量浓度为
②NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是
③当找末止水夹a,关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是。B装置烧杯中液体的作用是。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。
④该实验中,若去掉B装置,对实验结果是否有影响?
⑤将a mol铁与含b molHNO3的稀溶液充分反应后,若HNO3的还原产物只有NO,反应后Fe和HNO3均无剩余,则反应中转移电子的物质的量是(用含a和b的代数式表示)。
⑥完全反应后,A装置烧杯里含铁的价态可能是。现有仪器和药品:试管和胶头滴管。0.1mol·L-1KSCN溶液、0.1mol·L-1KI溶液、0.2mol·L-1酸性KMnO4溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究上述判断,填写下列实验报告:

实验步骤
操作
现象与结论
第一步
取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液

第二步

若溶液紫色退去,则说明含有Fe2+,若无明显变化,则说明不含Fe2+

太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。
(1)利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳光照射下,某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐释放出相应能量,从而使室温得以调节。已知如下表数据:


熔点/℃
熔化吸热/ kJ·mol-1
参考价格/元·千克-1
CaCl2·6H2O
29.0
37.3
780~850
Na2SO4·10H2O
32.4
77.0
800~900
Na2HPO4·12H2O
36.1
100.1
1 600~2 000
Na2S2O3·5H2O
48.5
49.7
1 400~1 800

其中最适宜用作储能介质的是___________________。
A.CaCl2·6H2O B.Na2SO4·10H2O
C.Na2HPO4·12H2O D.Na2S2O3·5H2O
(2)制造太阳能电池需要高纯度的硅,工业上由粗硅制高纯硅常通过以下反应实现:
关于上述条件下两个反应的叙述中不正确的是______________。
A.两个反应都是置换反应
B.反应①是放热反应
C.上述反应是可逆反应
D.两个反应都是氧化还原反应、
(3)右图是一种太阳能热水器的示意图,阳光照射到太阳能集热器上,将太阳能转化,图中A是集热器,B是储水容器,C是供阴天时加热的辅助电热器。根据你对水的密度的认识,你估计阳光照射下水将沿________________(填“顺”或“逆”)时针方向流动。

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