Question

【題目】銅及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

Ⅰ．某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量(夾持和加熱儀器已略去)，并檢驗(yàn)氯氣的氧化性。

（1）該實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序?yàn)椋?/span>A連接________，B連接________（填字母）。

（2）乙裝置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）對(duì)丙裝置進(jìn)行加熱前需要________ 。

（4）準(zhǔn)確稱量 m g CuO進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)CuO完全反應(yīng)后測(cè)出b中增重n g。則Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為________ (只要求列出算式)。該實(shí)驗(yàn)方案的裝置有不合理之處，若不加以改正會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果________（填“偏大”、”偏小“或”不變“）。

Ⅱ．研究發(fā)現(xiàn)Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，但在持續(xù)通入空氣的條件下可反應(yīng)生成CuCl2。

（5）已知Fe3+對(duì)該反應(yīng)有催化作用，其催化原理如圖所示：

則圖中的M‘為________（填化學(xué)符號(hào)）

（6）向CuCl2溶液中通入H2S氣體，可產(chǎn)生CuS沉淀，反應(yīng)離子方程式為：Cu2++H2S=CuS(s)+2H+ ， 則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(保留一位小數(shù))。已知：CuS溶度積KSP=1.0×10-36 ， H2S電離常數(shù)Ka1=1.3×10-7 ， Ka2=7.0×10-15。

Answer 1

【答案】E C B、D 使裝置內(nèi)充滿H2或利用H2排盡裝置里的空氣 (18m-16n)/n 偏小 Fe2+(或FeCl2) 9.1×1014

【解析】

電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉；依據(jù)裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽極B是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極A是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，電解產(chǎn)生的H2還原CuO粉末來測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，同時(shí)檢驗(yàn)氯氣的氧化性，裝置丙中的E接電解裝置中的A；裝置乙是驗(yàn)證氯氣氧化性的裝置，D接電解池的B電極；檢驗(yàn)氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入具有還原性的Na2S溶液和含少量KSCN的FeCl2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)；生成S單質(zhì)，溶液變渾濁和溶液由綠色變?yōu)檠�紅色； 使裝置內(nèi)充滿H2或利用H2排盡裝置里的空氣；方案是測(cè)定水的質(zhì)量增加計(jì)算，裝置D會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳使測(cè)定結(jié)果偏低；Fe3+對(duì)該反應(yīng)有催化作用，結(jié)合圖可知，Cu元素的化合價(jià)升高，則M中Fe元素的化合價(jià)降低，可知M的化學(xué)式為Fe2+；

（1）A端碳棒與電源的負(fù)極相連，為陰極，其電極反應(yīng)式為2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-；B端與電源的正極相連，為陽極，其電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑；因此A應(yīng)連接E，B應(yīng)連接E；

（2）乙裝置a瓶中試劑是用于檢驗(yàn)氯氣的氧化性，因此a瓶中試劑應(yīng)具有還原性；

A、NaOH不具有還原性，A不符合題意；

B、Na2S中硫元素為-2價(jià)，具有還原性，Cl2能將S2-氧化成S單質(zhì)，產(chǎn)生淡黃色沉淀，B符合題意；

C、酸性KMnO4溶液具有氧化性，不具有還原性，C不符合題意；

D、FeCl2溶液中Fe2+具有還原性，Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-顯紅色，D符合題意；

故答案為：BD

（3）H2是可燃性氣體，加熱前應(yīng)排除裝置內(nèi)的空氣，因此對(duì)丙裝置進(jìn)行加熱前需要先利用H2排除裝置內(nèi)的空氣；

（4）b裝置中的堿石灰主要用于吸收反應(yīng)生成的H2O，因此b裝置增加的質(zhì)量為反應(yīng)生成H2O的質(zhì)量，令Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為x，則

則可得等式 ， 解得；

由于空氣中的CO2和H2O也能進(jìn)入b裝置中，被堿石灰吸收，使得n偏大，由可知，x值偏小，即測(cè)定結(jié)果偏小；

（5）催化過程中，Cu轉(zhuǎn)化為Cu2+，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Fe3+應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為Fe2+；

（6）該反應(yīng)的平衡常數(shù) ，CuS的溶度積Ksp=c(Cu2+)×c(S2-) ，H2S的電離常數(shù)、，因此反應(yīng)的平衡常數(shù)。