综合题12.0分
化学

氯化亚铜(CuCl)广泛用于有机合成、气体吸收、冶金、医药化工等行业。

工业上氯化亚铜可由下列反应制备:

2CuSO4+ Na2SO3 + 2NaCl+ Na2CO3 ® 2CuCl ↓+ 3Na2SO4+ CO2↑。制备过程中需要20% 的CuSO4溶液,配制100g 该CuSO4溶液需要胆矾 (   )g,需要水 (   )g。

实验室可用如下方法制备少量CuCl:取10 mL 0.2 mol/L CuCl2溶液,加入0.128 g铜屑和36.5%的浓盐酸(密度为1.2 g/mL)3 mL,在密闭容器中加热,充分反应后,得到无色溶液A;将溶液A全部倾入水中,可得到白色的氯化亚铜沉淀。

已知溶液A中只含氢离子和两种阴离子(不考虑水的电离),其中,n(H+)=0.036 mol、n(Cl–)=0.032 mol。请通过分析和计算,确定溶液A中另一阴离子的化学式和物质的量。

由CO2、O2、CO、N2组成的混合气体1.008 L,测得其密度为1.429 g/L,将该气体依次通过足量的30%KOH溶液、氯化亚铜氨溶液(可完全吸收O2和CO) (假定每一步反应都能进行完全),使上述液体分别增加0.44g、0.44g(体积和密度均在标准状况下测定)。

①该混合气体的摩尔质量是        g/mol;混合气体中n(CO2): n(CO和N2) =        。

列式计算:

②混合气体中CO的质量是多少?

③最后剩余气体的体积是多少?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

31.25 g;68.75 g 

解析

由20%可知,100 g溶液中m(CuSO4)=20 g,相当于m(CuSO4·5H2O)=31.25g,则还需加水m(H2O)=100 g-31.25 g=68.75 g。

考查方向

溶液的配制与计算。

解题思路

胆矾是CuSO4·5H2O。溶质是CuSO4,溶液为CuSO4·5H2O与加水量的和。

易错点

 胆矾是含有结晶水的CuSO4,即CuSO4·5H2O。计算用水量时未减去结晶水部分而错。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

①[CuCl2]–或[Cu2Cl4]2–;4×10–3 mol或2×10–3 mol

解析

①0.002 molCu2+与0.002 molCu恰好归中为0.004 molCu+,形成络合阴离子的n(Cl–)=0.004 mol+(1.2×3×36.5%/36.5 mol)-0.032 mol=0.008mol。

   ②由电荷守恒得:另一阴离子的量为0.004 mol,即得配离子为0.004 mol [CuCl2]–或0.002mol [Cu2Cl4]2–。

考查方向

配位化合物与计算。

解题思路

 从题给信息——溶液A中只含氢离子和两种阴离子(不考虑水的电离),推知没有Cu2+或Cu+;且又有“A全部倾入水中,可得到白色的氯化亚铜沉淀”、及“n(H+)=0.036 mol、n(Cl–)=0.032 mol”之间的差值可知,Cu+结合了Cl–络合为配阴离子0.004 mol。

易错点

配离子的推断。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

①32 g/mol  1:3   ②0.28 g   ③448 mL

解析

①该混合气体的摩尔质量M=ρVm=22.4 L·mol-1×1.429 g/L≈32 g·mol-1。

又有:Σm=ρV=1.008 L×1.429 g/L≈1.44 g,

由质量守恒定律得:m(N2)=Σm - m(CO2)- m(O2+CO)=1.44g-0.44 g-0.44 g=0.56 g,

再得:n(N2)=m(N2) / M(N2)=0.56 g/28 g·mol-1=0.02 mol。

还知:n(CO2)=0.44 g/44 g·mol-1=0.01mol。

依据:M=Σm/Σn=1.44 g/[n(N2)+ n(CO2)+ n(O2+CO)]=32 g·mol-1,可求得:n(O2+CO)=0.015 mol。

②O2和CO的混合气体中:32 g·mol-1·n(O2)+28 g·mol-1·n(CO)=0.44 g

                       n(O2)+n(CO)= 0.015 mol

联立解方程组得:n(O2)= 0.005 mol;n(CO)= 0.01 mol。

 

即n(CO2): n(CO和N2)=0.01 mol: (0.01mol+0.02 mol)=1:3。

混合气体中CO的质量:m(CO) = n(CO)·M(CO)=0.01 mol×28 g·mol-1=0.28 g。

③最后剩余气体的体积是:V(N2)= n(N2)·Vm=0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L。

 

考查方向

多组分混合物的计算。

解题思路

运用好计量公式如:M=ρVm、ρ=m/V、M=m/n、M=Σm/Σn。并注意数值的取舍。

易错点

计算的准确性,及n(CO和N2) 或混合气体中n(CO2): n(CO和N2)。