(15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常?【物质组成与性质实验方案的设计】

时间:2017-01-10 00:20:25

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实验题  (15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L-1):

金属离子
开始沉淀
沉淀完全

Fe3+
1.1
3.2

Fe2+
5.8
8.8

Cu2+
91exam.org4.7
6.7


?
(1) 将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。
① 把反应物研细的目的是____________________。
② 检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是________。
(2) 向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。
① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。
② 适度加热但温度不能过高的原因是____。
(3) 25 ℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4) 某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;② ________,过滤;③ 将滤液________,得到CuCl2·2H2O晶体;④ 将________,得到无水氯化铜固体。



实验题  (15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L-1):

金属离子
开始沉淀
沉淀完全

Fe3+
1.1
3.2

Fe2+
5.8
8.8

Cu2+
4.7
6.7


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(1) 将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。
① 把反应物研细的目的是____________________。
② 检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是________。
(2) 向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。
① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。
② 适度加热但温度不能过高的原因是____。
(3) 25 ℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4) 某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;② ________,过滤;③ 将滤液 ________,得到CuCl2·2H2O晶体;④ 将________,得到无水氯化铜固体。

本题答案:
(1) ① 增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大
本题解析:
试题分析:(1)增大反应物之间的接触面积,使反应速率增大;反应生成沉淀和氯化钠,洗涤目的除去沉淀表面的氯化钠等杂质,所以检验洗涤液中是否含有氯离子即可,用HNO3和AgNO3溶液检验;(2)HClO4是易挥发的发烟液体,反应中挥发出形成白雾;产物和反应物HClO4、Cu(ClO4)2均不稳定,反应温度不宜过高防止它们分解;(3)Ksp=c(Fe3+) c3(OH-)=2.64×10-39,c(Fe3+)=2.64×10-6 mol·L-1;(4)该操作时物质的提纯,主要步骤是除去杂质,然后结晶,具体操作为先把亚铁离子氧化为铁离子,然后调节pH形成沉淀除去,再结晶得到CuCl2·2H2O晶体,由于CuCl2水解加热最终得到氧化铜,故需在氯化氢的氛围中加热除去结晶水。
但该题信息中没有给出氯化氢试剂。


本题所属考点:【物质组成与性质实验方案的设计】
本题难易程度:【一般】



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