Question

【題目】Ⅰ.甲同學(xué)用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)并測(cè)量其結(jié)晶水含量。已知：在pH為4～5時(shí)，Fe3＋幾乎完全水解而沉淀，而此時(shí)Cu2＋卻幾乎不水解。制取流程如下：

請(qǐng)回答下列問題：

(1)溶液A中的金屬離子有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。能檢驗(yàn)溶液A中Fe2＋的試劑為________(填編號(hào))。

①KMnO4 ②K3[Fe(CN)6] ③NaOH ④KSCN

(2)試劑①是________，試劑②是________。(填化學(xué)式)

(3)為了測(cè)定制得的氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)中x的值，某興趣小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：

稱取m g晶體溶于水，加入足量氫氧化鈉溶液、過(guò)濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再減輕為止，冷卻，稱量所得黑色固體的質(zhì)量為n g。沉淀洗滌的操作方法是________，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得x＝________(用含m、n的代數(shù)式表示)。

Ⅱ.乙同學(xué)設(shè)計(jì)了一套電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)裝置，來(lái)驗(yàn)證氯氣的某些性質(zhì)和測(cè)定產(chǎn)生的氫氣的體積。

(4)所選儀器接口的連接順序是A接________，________接________；B接________，________接________。

(5)若裝入的飽和食鹽水為75 mL(氯化鈉足量，電解前后溶液體積變化可忽略，假設(shè)兩極產(chǎn)生的氣體全部逸出)，當(dāng)測(cè)得氫氣為8.4 mL(已轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)時(shí)停止通電。將U形管內(nèi)的溶液倒入燒杯，常溫時(shí)測(cè)得溶液的pH約為________。

Answer 1

【答案】①② H2O2(或Cl2等合理答案) CuO[或Cu2(OH)2CO3等合理答案] 向過(guò)濾器中加入適量的蒸餾水使其剛好浸沒沉淀，待水流下后，再次加入蒸餾水，重復(fù)2～3次 (80m-135n)/18n GFHDEC 12

【解析】

Ⅰ．根據(jù)Fe2+和Fe3+的特點(diǎn)分析作答；

（2）根據(jù)題意，試劑①應(yīng)為氧化劑，目的是把Fe2+氧化成Fe3+，且不能引入新雜質(zhì)原則加入試劑；

（3）根據(jù)洗滌沉淀的規(guī)范模板描述答題；根據(jù)銅元素守恒，進(jìn)行計(jì)算；

Ⅱ．（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，鐵棒只能作陰極，碳棒作陽(yáng)極，根據(jù)產(chǎn)生氣體的性質(zhì)或收集方式連接儀器；

（5）由知，通過(guò)氫氣的量根據(jù)方程式計(jì)算溶液中氫氧根離子的濃度，再計(jì)算氫離子濃度及pH。

Ⅰ．（1）①Fe2+具有還原性，其能與高錳酸鉀溶液反應(yīng)而使高錳酸鉀溶液褪色，①符合題意；

②Fe2+與K3[(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，②符合題意；

③Fe2+、Fe3+、Cu2+都可以與OH-結(jié)合生成沉淀，且不易觀察沉淀顏色，③不符合題意；

④Fe2+不能使KSCN溶液發(fā)生顏色變化，而Fe3+可使KSCN溶液變?yōu)榧t色，④不符合題意，

故答案為：①②；

（2）根據(jù)題意，試劑①應(yīng)為氧化劑，目的是把Fe2+氧化成Fe3+，且不能引入新雜質(zhì)，所以試劑①可以為H2O2或Cl2；為得到較純的產(chǎn)品，需要調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，則試劑②可以是CuO[或Cu2(OH)2CO3等合理答案]，故答案為：H2O2(或Cl2等合理答案)；CuO[或Cu2(OH)2CO3等合理答案]；

（3）沉淀洗滌的操作方法向過(guò)濾器中加入適量的蒸餾水使其剛好浸沒沉淀，待水流下后，再次加入蒸餾水，重復(fù)2～3次；根據(jù)銅元素守恒，有

CuCl2→Cu(OH)2→CuO

1 1

m/(135+18x) n/80

即m/(135+18x)=n/80，解得x=(80m-135n)/18n；

Ⅱ．（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，鐵棒只能作陰極，產(chǎn)生H2，碳棒作陽(yáng)極，產(chǎn)生Cl2；產(chǎn)生的氫氣的體積用排水量氣法測(cè)定，排水時(shí)導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長(zhǎng)出，所以A接G，F接H；用裝有淀粉KI溶液的洗氣瓶檢驗(yàn)氯氣時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，氯氣有毒，要進(jìn)行尾氣處理，所以B接D，E接C；淀粉KI溶液變藍(lán)的原因是Cl2+2I-=I2+2Cl-，故答案為：G；F；H；D；E；C；

（5）由知，當(dāng)產(chǎn)生的H2的體積為8.4mL，即3.75×10-4mol時(shí)，生成NaOH的物質(zhì)的量為7.5×10-4mol，所以溶液中c(OH-)=c(NaOH)==0.01mol/L，所以c(H+)= mol/L =10-12 mol/L，則pH=12。