【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。
【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
。
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【题目】根据物质结构的有关性质和特点,回答下列问题:
(1)基态氮原子的外围电子排布图为_____________,基态镁原子核外电子有__________种空间运动状态。
(2)丙烯腈(CH2=CH-CN)分子中碳原子轨道杂化类型是____________,H、C、N元素的电负性由大到小的顺序为___________。
(3)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4[四氟硼酸四(乙腈)合铜(I)]是有机合成中常见催化剂。该配合物中阴离子的空间构型为___________,与其互为等电子体的分子或离子是____________(各举1例)。
(4)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为__________g/cm3(列出计算式即可),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为__________pm。
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【题目】某电路板生产企业的水质情况及国家允许排放的污水标准如下表所示。为研究废水中Cu2+处理的最佳pH,取5份等量的废水,分别用30%的NaOH溶液调节pH至8.5、9、9.5、10、11,静置后,分析上层清液中铜元素的含量,实验结果如下图所示。查阅资料:
平衡Ⅰ:Cu(OH)2+4NH3 [Cu(NH3)4]2+2OH-
平衡Ⅱ:Cu(OH)2+2OH- [Cu(OH-)4]2-
项目 | 废水水质 | 排放标准 |
pH | 1.0 | 6~9 |
Cu2+/mg·L-1 | 72 | ≤0.5 |
Nh4+/mg·L-1 | 2632 | ≤15 |
下列说法错误的是( )
A.a~b段发生的反应为:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
B.b~c段:随pH升高,Cu(OH)2的量增加,导致平衡Ⅰ正向移动,铜元素含量上升
C.c~d段:随pH升高,c(OH-)增加,平衡Ⅰ逆向移动,铜元素含量下降
D.d点以后,随c(OH-)增加,铜元素含量可能上升
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【题目】过氧乙酸(CH3COOOH)是无色透明液体,易溶于水、易挥发,见光易分解,具有强氧化性的高效消毒剂,使用过氧乙酸消毒剂时通常先用水稀释工业品过氧乙酸,然后用喷雾法对空气与地面进行消毒。
(1) 某学生在实验室用密度为1.9g/mL, 质量分数为15%的工业品过氧乙酸配制0.1mol/L过氧乙酸溶液250mL,该生用量筒量取工业品过氧乙酸体积_____mL,除量筒、玻璃棒、烧杯外还需要的其它仪器是_______________________
(2)该学生配制前设计了下列操作,其合理的操作顺序是___________(字母表示,每个字母只能用一次)
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需体积的工业品过氧乙酸,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的工业品过氧乙酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,倒置并振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1- -2cm处
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(选填“偏高” 、‘“偏低”或“无影响”)
a.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水_________
b.转移溶液时,不慎有少量溶液洒在容量瓶外_________
c.量取15%的工业品过氧乙酸时,仰视量筒_________
d.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,补充几滴水至刻度线________
(4)下列叙述正确的是__________________(填字母)
A.可用过滤的方法将过氧乙酸溶液中混有的NaCl除掉
B.过氧乙酸包装上应贴的危险警告标签应如上图所示
C.过氧乙酸应注意密闭、低温保存于棕色细口瓶中
D.过氧乙酸是一种有机物,它可以用于萃取碘水中的碘单质
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【题目】下列有关实验的选项正确的是
A. 配制0.10mol·L-1 NaOH溶液
B. 实验室制取干燥的氨气
C. 萃取碘水中I2,分出水层后的操作
D. 蒸干FeCl2溶液制取FeCl2·4H2O
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【题目】有以下物质①石墨;②钠;③酒精;④氨气;⑤硫化氢;⑥碳酸氢钠固体;⑦氢氧化钡溶液;⑧纯醋酸;⑨氧化钠固体;⑩液态氯化氢。
(1)其中能导电的是_______;属于非电解质的是_________。
(2)等质量④和⑤中氢原子的数目之比为_____;若④和⑤中所含氢原子数相等,则④和⑤的质量之比为________。
(3)写出⑥和⑧在水溶液中的离子反应方程式____________________________。
(4)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1mol空气,此时活塞的位置如图所示。
①A室混合气体所含分子总数约为______________(填数值)
②实验测得A室混合气体的质量为34g,则该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的______倍。
③若将A室H2、O2的混合气体点燃,恢复原温度后,最终活塞停留的位置在______刻度处。
(5)在标准状况下,1L2mol/L氢氧化钠溶液中通入33.6L二氧化碳气体充分反应,所得溶液溶质的成分是____________。
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【题目】下列实验“操作和现象”与“实验目的、结论”的对应关系中正确的是( )
操作和现象 | 实验目的或结论 | |
A | 将H2S气体通入CuSO4溶液中,产生黑色沉淀 | H2S的酸性比H2SO4的强 |
B | 固体溶解于水后的溶液中加入澄清的石灰水 | 探究家庭“食用碱”的成分是 碳酸钠还是碳酸氢钠 |
C | 某溶液先加稀硝酸,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀 | 能证明该溶液中一定含有Ag+ |
D | 向MgCl2溶液(含FeCl3)中加入足量MgCO3粉末 | 除去MgCl2溶液中少量FeCl3 |
A. AB. BC. CD. D
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【题目】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的5种短周期元素。A与D、C与E分别同主族,E原子的最外层电子数比次外层少2个。A、B两元素可形成BA3气体分子甲,甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝且每个分子内含10个电子。请回答下列问题:
(1)气体甲溶于水所得溶液呈碱性的原因(用电离方程式表示)______________。
已知:甲、乙、丙、丁4种物质之间的转化关系如下图(注:反应条件或产物已略去)。
甲乙
丙
丁
请写出从甲→乙转化的化学方程式____________________________________________。
(2)用电子式表示离子化合物D2C2的形成过程____________________________________。
(3)DAEC3和DAEC4的溶液均呈现_______(填:“酸”“碱”“中”)性,在DAEB3溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________;如果将两种溶液混合后发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)已知A2EC3和A2EC4两种酸中酸性更强的是后者,请从分子结构和性质的关系角度解释这种差异产生的原因___________________________________。
(5)B元素的三氯化物(BCl3)常温下是一种淡黄色液体,具有三角锥型的分子结构。下列关于BCl3分子的描述中不正确的是_________________。
A.BCl3分子中B显-3价、采用SP3杂化
B.BCl3分子间可形成氢键,比PCl3难挥发
C.B、C元素的电负性B< C ,第一电离能B>C
D.BCl3遇水发生水解反应产物是BH3和HClO
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【题目】将废弃锂离子电池再生处理,制Co3O4的工艺流程如图所示:
已知:锂离子电池正极材料是由活性材料(LiCoO2)、导电剂(炭黑)按一定比例粘附在铝箔上。Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15,本流程中完全沉淀时溶液中c(Co2+)≤1×10-6 mol/L。Co3+有强氧化性,易转化为+2价形态存在于水溶液中。
(1)锂离子电池工作时的总反应为6C+LiCoO2Li1-xCoO2+LixC6,充电时阴极的电极反应式为6C+xLi++xe-=LixC6,写出放电时正极的电极反应式_____________________。
(2)常用H2SO4酸浸而不用盐酸,因为盐酸酸浸LiCoO2时会生成氯气,该反应的化学方程式为_____________。
(3)当Co(OH)2完全沉淀时,浸出液中应加NaOH溶液至c(OH-)≥__________________。
(4)检验Co(OH)2沉淀洗净的方法是________________________。
(5)在空气中加热Co(OH)2至290℃时已完全脱水,到1000℃时剩余固体的质量为Co(OH)2质量的80.65%。则剩余固体的成分为____________________(填化学式)。(Co:59 Co(OH)2式量:93 )
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