综合题14.0分
化学

氯化铜用作陶瓷着色剂、玻璃、电镀添加剂、催化剂、照相制版及饲料添加剂等。某学习小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

已知氯化铜易溶于水,难溶于乙醇。

13.溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液1中Fe2+的试剂            (填编号)

①KMnO4

②K3[Fe(CN)6]

③NaOH

④KSCN

为了更完全的沉淀,试剂X为                          

14.试剂a是      ,加入需过量的原因是       。试剂Y用于调节pH以除去杂质,Y可选用下列试剂中的        (填序号)。

a.NaOH

b.NH3·H2O

c.CuO

d.Cu2(OH) 2CO3

e.CuSO4

调节pH至4的原因是                                  

得到固体2的操作是                                      

15.在溶液2转化为CuCl2·xH2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。欲探究其原因。已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:

Cu(H2O)42+(aq)+4Cl(aq)   

                         蓝色                   黄色

①上述反应的化学平衡常数表达式是K=          。若增大氯离子浓度,K值       (填“增大”、“减小”或“不变”)

16.②  取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是                                             (填序号)。

a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色

b.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色

c.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色

d.取Y进行电解,溶液颜色最终消失

17.得到CuCl2·xH2O晶体最好采用的干燥方式是                            

18.为测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·H2O)中的值,某兴趣小组设计了以下实验方案:称取m g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轻为止,冷却,称量所得黑色固体的质量为ng。根据实验数据测得                (用含m、n的代数式表示)

考察知识点

  • 金属的通性
第1小题正确答案及相关解析

正确答案

②       H2O2溶液

解析

由图示可知:粗铜和氧气反应生成氧化铜、四氧化三铁,加入稀盐酸至固体完全溶解,为了防止氯化铜等物质发生水解,加入过量稀盐酸得溶液1,再加入过氧化氢溶液将部分可能存在的亚铁离子氧化成三价铁离子,再加入碱式碳酸铜调节溶液的酸碱度至pH在4,使三价铁离子生成氢氧化铁除去,过滤可得固体2氢氧化铁和溶液2氯化铜溶液,蒸发结晶得氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

铁氰酸钾(铁氰化钾),不和Fe3+、Cu2+反应,和Fe2+反应得到一种蓝色的沉淀,溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+,能检验溶液1中Fe2+的试剂是②K3[Fe(CN)6],故选②;

为了更完全的沉淀,将铁离子和亚铁离子完全除去,应先将亚铁离子氧化成铁离子,同时又不带入杂质离子,试剂X为H2O2溶液;

考查方向

制备实验方案的设计;铜金属及其重要化合物的主要性质。

解题思路

由图示可知:粗铜和氧气反应生成氧化铜、四氧化三铁,加入稀盐酸至固体完全溶解,为了防止氯化铜等物质发生水解,加入过量稀盐酸得溶液1,再加入过氧化氢溶液将部分可能存在的亚铁离子氧化成三价铁离子,再加入碱式碳酸铜调节溶液的酸碱度至pH在4,使三价铁离子生成氢氧化铁除去,过滤可得固体2氢氧化铁和溶液2氯化铜溶液,蒸发结晶得氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

稀盐酸    盐酸充分反应,且能抑制Cu2+水解      cd;

解析

将氧化铜、四氧化三铁溶解,应加入稀盐酸至固体完全溶解,试剂a是稀盐酸,加入需过量的原因是盐酸充分反应,且能抑制Cu2+水解。试剂Y用于调节pH以除去杂质铁离子,应该可以将酸碱度升高,而且不会带入杂质离子,Y可选用CuO 或Cu2(OH) 2CO3,故选cd;

因为pH=3时,Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀,为了使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀,可以调节pH至4;

利用过滤将固液混合物分离,得到固体2和溶液2;

考查方向

制备实验方案的设计;铜金属及其重要化合物的主要性质。

解题思路

(2) 将氧化铜、四氧化三铁溶解,应加入稀盐酸至固体完全溶解,加入需过量的原因是盐酸充分反应,且能抑制Cu2+水解。调节pH以除去杂质铁离子,应该可以将酸碱度升高,而且不会带入杂质离子,可选用CuO 或Cu2(OH) 2CO3;pH=3时,Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀;

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

   不变

解析

在溶液2转化为CuCl2·xH2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。在氯化铜溶液中有如下转化关系:

Cu(H2O)42+(aq)+4Cl(aq)    CuCl42-(aq)+4H2O(l)

                蓝色                   黄色

上述反应的化学平衡常数表达式是,平衡常数只随着温度的改变而改变,若增大氯离子浓度,K值不变;

考查方向

制备实验方案的设计

解题思路

化学平衡常数表达式是,平衡常数只随着温度的改变而改变,若增大氯离子浓度,K值不变;

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

abc

解析

取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是:

a.将Y稀释,平衡向逆反应方向移动,溶液呈蓝色,正确;

b.在Y中加入CuCl2晶体,氯离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,溶液变为绿色,正确;

c.在Y中加入NaCl固体,氯离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,溶液变为绿色,正确;

d.取Y进行电解,氯离子失去电子,生成氯气,铜离子得到电子,生成金属铜,溶液颜色最终消失,与平衡移动无关,错误;

故选abc;

考查方向

铜金属及其重要化合物的主要性质。

解题思路

取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是:

a.将Y稀释,平衡向逆反应方向移动,溶液呈蓝色;

b.在Y中加入CuCl2晶体,氯离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,溶液变为绿色;

c.在Y中加入NaCl固体,氯离子浓度增大,平衡向正反应方向移动,溶液变为绿色;

d.取Y进行电解,氯离子失去电子,生成氯气,铜离子得到电子,生成金属铜,溶液颜色最终消失,与平衡移动无关;

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

CuCl2•xH2O晶体加热容易分解,且氯化铜易水解,应在HCl气流中低温烘干,故选D。

考查方向

制备实验方案的设计;铜金属及其重要化合物的主要性质。

解题思路

CuCl2•xH2O晶体加热容易分解,且氯化铜易水解,应在HCl气流中低温烘干。

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

氢氧化铜加热分解所得黑色固体的质量ng为CuO,根据Cu元素守恒:n(CuCl2•xH2O)=n(CuO)=mol,则mol×(135+18x)=mg,解得x=

考查方向

制备实验方案的设计;铜金属及其重要化合物的主要性质。

解题思路

氢氧化铜加热分解所得黑色固体的质量ng为CuO,根据Cu元素守恒计算;

易错点

本题是一道制备实验方案的设计题,考查学生金属铜以及化合物的性质知识,综合性强,难度大。