Question

銅單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用．
（1）已知：2Cu₂O（s）+O₂（g）═4CuO（s）△H=-292kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
請寫出用足量炭粉還原CuO（s）制備Cu₂O（s）的熱化學(xué)方程式：

 

；
（2）現(xiàn)用氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O，含氯化亞鐵雜質(zhì)）制取純凈的CuCl₂?2H₂O．先將其制成水溶液，后按如圖步驟進行提純．已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表

金屬離子	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH	3.2	9.0	6.7

請回答下列問題：
①現(xiàn)有氧化劑NaClO、H₂O₂、KMnO₄，X加哪種好，為什么？

 

；該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②溶液II中除Cu²⁺外，還有

 

金屬離子，如何檢驗其存在．
③物質(zhì)Y不能為下列的

 

a．CuO  b．Cu（OH）₂c．CuCO₃d．Cu₂（OH）₂CO₃e．CaO   f．NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸鈣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）由足量炭粉還原CuO（s）制備Cu₂O（s）寫出目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式，然后用已知兩個熱化學(xué)方程式構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)式，根據(jù)蓋斯定律計算焓變；
（2）①加入氧化劑的目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時不能引入新的雜質(zhì)，H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2 Fe³⁺+2H₂O，產(chǎn)物是水不引入新的雜質(zhì)；
②溶液II中除Cu²⁺外還含有H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2 Fe³⁺+2H₂O生成的Fe³⁺，用KSCN溶液檢測其是否存在；
③加入的物質(zhì)Y可調(diào)節(jié)，使Fe³⁺全部沉淀，同時不引進新雜質(zhì)；
④碳酸鈣與溶液Ⅱ中的氫離子反應(yīng)生成二氧化碳氣體，同時反應(yīng)增大了溶液的PH值使得Fe³⁺形成沉淀．

解答： 解：（1）已知：①2Cu₂O（s）+O₂（g）=4CuO（s）△H=-292kJ?mol^-1     
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，②-①得4CuO（s）+2C（s）=2CO（g）+2Cu₂O（s），△H=+71kJ?mol^-1
即2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu₂O（s）△H=+35.5kJ?mol^-1
故答案為：2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu₂O（s）△H=+35.5kJ?mol^-1．
（2）①加入氧化劑的目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，過氧化氫氧化亞鐵離子的離子方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，由于產(chǎn)物是水，不引入新的雜質(zhì)，因此氧化劑選擇過氧化氫，
故答案為：H₂O₂好，不引入雜質(zhì)離子；H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
②溶液II中除Cu²⁺外還含有H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O生成的Fe³⁺，取試管少量溶液Ⅱ，滴加KSCN溶液，溶液若變紅色，證明溶液Ⅱ含有Fe³⁺，若溶液不變紅色，則證明不含F(xiàn)e³⁺，
故答案為：Fe³⁺；取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，證明含F(xiàn)e³⁺．若溶液不變紅色，則證明不含F(xiàn)e³⁺；
③加入的物質(zhì)Y可調(diào)節(jié)，使Fe³⁺全部沉淀，同時不引進新雜質(zhì)，所以可以用Cu（OH）₂、CuCO₃、CuO、Cu₂（OH）₂CO₃等，若用CaO、NaOH均引入新的雜質(zhì)離子，
故答案為：ef；
④碳酸鈣與溶液Ⅱ中的氫離子反應(yīng)生成二氧化碳氣體，因此會產(chǎn)生氣泡，同時反應(yīng)增大了溶液的pH值使得Fe³⁺形成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，
故答案為：碳酸鈣溶解，產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀．

點評：本題綜合性強，涉及利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱和物質(zhì)制備實驗設(shè)計、物質(zhì)分離的實驗基本操作，物質(zhì)性質(zhì)的理解和掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．