Question

【题目】铜及其化合物在工业生产中应用广泛。

Ⅰ．某同学设计如下实验装置测定铜的相对原子质量(夹持和加热仪器已略去)，并检验氯气的氧化性。

（1）该实验装置的连接顺序为：A连接________，B连接________（填字母）。

（2）乙装置a瓶中的溶液可以是_______

A．NaOH溶液 B．Na2S溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．含少量KSCN的FeCl2溶液

（3）对丙装置进行加热前需要________ 。

（4）准确称量 m g CuO进行实验，当CuO完全反应后测出b中增重n g。则Cu的相对原子质量为________ (只要求列出算式)。该实验方案的装置有不合理之处，若不加以改正会导致测定结果________（填“偏大”、”偏小“或”不变“）。

Ⅱ．研究发现Cu与稀盐酸不反应，但在持续通入空气的条件下可反应生成CuCl2。

（5）已知Fe3+对该反应有催化作用，其催化原理如图所示：

则图中的M‘为________（填化学符号）

（6）向CuCl2溶液中通入H2S气体，可产生CuS沉淀，反应离子方程式为：Cu2++H2S=CuS(s)+2H+ ， 则该反应的平衡常数K=________(保留一位小数)。已知：CuS溶度积KSP=1.0×10-36 ， H2S电离常数Ka1=1.3×10-7 ， Ka2=7.0×10-15。

Answer 1

【答案】E C B、D 使装置内充满H2或利用H2排尽装置里的空气 (18m-16n)/n 偏小 Fe2+(或FeCl2) 9.1×1014

【解析】

电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠；依据装置图分析可知，电解饱和食盐水阳极B是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极A是氢离子得到电子发生还原反应，生成氢气，电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性，装置丙中的E接电解装置中的A；装置乙是验证氯气氧化性的装置，D接电解池的B电极；检验氯气的氧化性可以利用还原性的物质发生反应，且有明显的现象，可以把氯气通入具有还原性的Na2S溶液和含少量KSCN的FeCl2溶液发生氧化还原反应；生成S单质，溶液变浑浊和溶液由绿色变为血红色； 使装置内充满H2或利用H2排尽装置里的空气；方案是测定水的质量增加计算，装置D会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳使测定结果偏低；Fe3+对该反应有催化作用，结合图可知，Cu元素的化合价升高，则M中Fe元素的化合价降低，可知M的化学式为Fe2+；

（1）A端碳棒与电源的负极相连，为阴极，其电极反应式为2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-；B端与电源的正极相连，为阳极，其电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；因此A应连接E，B应连接E；

（2）乙装置a瓶中试剂是用于检验氯气的氧化性，因此a瓶中试剂应具有还原性；

A、NaOH不具有还原性，A不符合题意；

B、Na2S中硫元素为-2价，具有还原性，Cl2能将S2-氧化成S单质，产生淡黄色沉淀，B符合题意；

C、酸性KMnO4溶液具有氧化性，不具有还原性，C不符合题意；

D、FeCl2溶液中Fe2+具有还原性，Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-显红色，D符合题意；

故答案为：BD

（3）H2是可燃性气体，加热前应排除装置内的空气，因此对丙装置进行加热前需要先利用H2排除装置内的空气；

（4）b装置中的碱石灰主要用于吸收反应生成的H2O，因此b装置增加的质量为反应生成H2O的质量，令Cu的相对原子质量为x，则

则可得等式 ， 解得；

由于空气中的CO2和H2O也能进入b装置中，被碱石灰吸收，使得n偏大，由可知，x值偏小，即测定结果偏小；

（5）催化过程中，Cu转化为Cu2+，发生氧化反应，则Fe3+应发生还原反应，转化为Fe2+；

（6）该反应的平衡常数 ，CuS的溶度积Ksp=c(Cu2+)×c(S2-) ，H2S的电离常数、，因此反应的平衡常数。