Question

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

請回答下列問題：

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

①KMnO4 ②K3[Fe(CN)6] ③NaOH ④KSCN

(2)試劑①是________，試劑②是________。(填化學式)

(3)為了測定制得的氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)中x的值，某興趣小組設計了以下實驗方案：

稱取m g晶體溶于水，加入足量氫氧化鈉溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質量不再減輕為止，冷卻，稱量所得黑色固體的質量為n g。沉淀洗滌的操作方法是________，根據實驗數據測得x＝________(用含m、n的代數式表示)。

Ⅱ.乙同學設計了一套電解飽和食鹽水的實驗裝置，來驗證氯氣的某些性質和測定產生的氫氣的體積。

(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，假設兩極產生的氣體全部逸出)，當測得氫氣為8.4 mL(已轉換成標準狀況下的體積)時停止通電。將U形管內的溶液倒入燒杯，常溫時測得溶液的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2～3次 (80m-135n)/18n GFHDEC 12

【解析】

Ⅰ．根據Fe2+和Fe3+的特點分析作答；

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

（3）根據洗滌沉淀的規范模板描述答題；根據銅元素守恒，進行計算；

Ⅱ．（4）根據實驗目的知，鐵棒只能作陰極，碳棒作陽極，根據產生氣體的性質或收集方式連接儀器；

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

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

②Fe2+與K3[(CN)6]溶液反應生成藍色沉淀，②符合題意；

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

④Fe2+不能使KSCN溶液發生顏色變化，而Fe3+可使KSCN溶液變為紅色，④不符合題意，

故答案為：①②；

（2）根據題意，試劑①應為氧化劑，目的是把Fe2+氧化成Fe3+，且不能引入新雜質，所以試劑①可以為H2O2或Cl2；為得到較純的產品，需要調節pH使Fe3+轉化為沉淀，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2～3次；根據銅元素守恒，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）根據實驗目的知，鐵棒只能作陰極，產生H2，碳棒作陽極，產生Cl2；產生的氫氣的體積用排水量氣法測定，排水時導管應短進長出，所以A接G，F接H；用裝有淀粉KI溶液的洗氣瓶檢驗氯氣時，導管應長進短出，氯氣有毒，要進行尾氣處理，所以B接D，E接C；淀粉KI溶液變藍的原因是Cl2+2I-=I2+2Cl-，故答案為：G；F；H；D；E；C；

（5）由知，當產生的H2的體積為8.4mL，即3.75×10-4mol時，生成NaOH的物質的量為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。