(8分)某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4·5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应
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(8分)某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4·5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2, 反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g,其中铜屑的质量分数为x,试回答下列。 (1)若x =0.4,混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为: ; (2)若x =0.4,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4·5H2O,试求原混酸中H2SO4的质量分数 。 |
答案
(1) 10 :33 (2) 52.7% |
解析
(1)n(Cu)= ="3mol " ![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112021322-23505.gif) n(H2SO4)="3mol+3.6mol=6.6mol " n(HNO3)= n(Cu)="2mol" n(HNO3):n(H2SO4)=" 2mol" :6.6mol =10:33 (2)m(H2SO4)=6.6mol×98g/mol=646.8g m(NO)= n(Cu)×30g/mol ="2" mol×30 g/mol ="60" g
(H2SO4)= ×100%="52.7%" 。 |
举一反三
往CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀H2SO4并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液 中插入一枚铁钉,片刻后,取出铁钉,发现铁钉并无变化,下面结论正确的是A.不溶物一定是铜 | B.不溶物一定是铁 ![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112021318-43439.gif) | C.不溶物 中一定含铜,但不一定含铁 | D.溶液中一定含有FeSO4,可能含有CuSO4 |
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物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。如将单质铜制成“纳米铜”时,“纳米铜”具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。下列叙述中正确的是A.常温下,“纳米铜”比铜片的金属性强 | B.常温下,“纳米铜”比铜片更易失电子 | C.常温下,“纳米铜”与铜片的还原性相同 | D.常温下,“纳米铜”比铜片的氧化性强 |
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(14分)铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。 (1)铜可采用如下方法制备: 火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2 湿法炼铜:CuSO4+Fe=====FeSO4+Cu 上述两种方法中,铜元素均被 (填“氧化”或“还原”)成铜单质。 (2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用。 方法一:用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O,实验室模拟回收过程如下:
①证明步骤I所加FeCl3溶液过量的方法是 。 ②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是 。 A.HNO3 B.H2O2 C.KMnO4 ③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2,此时Fe3+完全沉淀,可选用的“试剂1”是 。(写出一种即可) ④蒸发农缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是 (用化学方程式并结合简要的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl2·2H2O。 方法二:用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜时,其热化学方程式是: Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(nq)===CuSO4(aq)+2H2O(l)△H1=-320kJ/mol 又知:2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g) △H2=-196kJ/mol H2(g)+ O2(g)==H2O(l) △H3=-286kJ/mol 则反应Cu(s)+H2SO4(aq)==CuSO4(aq)+H2(g)的△H= 。 (3)欲实现反应Cu+H2SO2==CuSO4+H2,在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填“Cu”或“C”)![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112021312-13487.png) |
工业上以CuO和H2SO4为原料制备CuSO4·5H2O晶体。为确保制备过程中既不补充 水,也无多余的水分,所用硫酸溶液溶质的质量分数应为A.45.8% | B.57.6% | C.72.3% | D.无法确定 |
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(15分) 现代社会,铁合金可说是金属材料王国的霸主,铁广泛存在于铁的氧化物及多种矿石中,如下表所示:
矿石名称
| 磁铁矿
| 黄铁矿
| 赤铁矿
| 黄铜矿
| 主要成分
| Fe3O4
| FeS2
| Fe2O3
| CuFeS2
| 请回答下列问题: (1)在上表所列铁的化合物中,铁元素的质量分数含量最高的是 。 (2)工业上生产硫酸常以硫铁矿为原料,在沸腾炉中加热使硫元素转化为二氧化硫,其反应的方程式为:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,该反应中被氧化的元素是 ,生成1molFe2O3转移电子的物质的量为 mol。 (3)生产硫酸的工业尾气中含有大量的SO2,若直接排放到大气中造成环境污染的后 果是 ,处理该尾气则可得到一种有价值的盐,请写出该盐的名称 。 (4)据统计,地球上每年由于腐蚀而消耗的铁约占铁的年产量的10%,铁发生腐蚀的主要原因是 (填写下面选项的序号)。 a. 直接与氧气发生了化学腐蚀 b. 通过原电池发生电化学腐蚀 c.与酸雨发生反应而消耗 若你选定选项a或c,请写出相应的化学方程式 ; 若 你选定选项b,请写出负极的电极反应式 。 |
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