某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能,设计了如图所示装置进行探究:将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底

某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能,设计了如图所示装置进行探究:将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底

题型:不详难度:来源:
某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能,设计了如图所示装置进行探究:将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到无气体生成为止。(假定在此过程溶液体积不变)

(1)甲同学认为要证实上述结论,还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验,你认为有无必要,并说明理由:________________
(2)下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是:_____
A.铁粉B.钠C.氯化钡溶液D.银粉
(3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙两位同学进行了如下设计:
Ⅰ甲同学设想:在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体(假定生成的气体全部逸出),先测定生成的SO2的量,然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量:
方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中,然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
经仔细分析后,发现有不合理之处,请填写下表(可以不填满):
序号
不合理的原因
误差
(偏低或偏高)
改变措施
方案①
 
 
 
方案②
 
 
 
 
Ⅱ乙学生设计的方案是:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),这种方法能否求出余酸的浓度,理由是_______________________________________。
(4)请再设计其他可行的实验方案,来测定余酸的物质的量浓度,简要写出操作步骤及需要测定的数据(不必计算,不必写操作细节)_____________________________________________________。
答案
(1)无必要,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应。 (2)A
(3)I
方案序号
不合理的原因
误差(偏低或偏高)
改变措施
方案①
高锰酸钾溶液中含有硫酸,与氯化钡反应,使生成的沉淀增多
偏低
将硫酸酸化的高锰酸钾溶液换成溴水或碘水或硝酸溶液
方案②
--
--
--
 
Ⅱ.不能,PH>5时,Cu2+会与碱反应生成沉淀,不能达到滴定终点。
(4)方案一:①取反应后溶液,向其中加入足量锌;②收集并测定氢气的体积;③通过氢气量计算剩余硫酸的物质的量浓度
方案二:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,洗净、烘干,称其质量即可
方案三:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,然后向溶液中加入足量氯化钡溶液,过滤出沉淀,洗净、干燥后称量。
解析

试题分析:(1)开始是能硫酸与Cu发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。随着反应的进行。硫酸逐渐变稀。稀硫酸与铜片不发生反应。反应后的溶液中含有CuSO4、H2O及过量的H2SO4。要证明反应结束后的烧瓶中确有余酸,A.加入Fe粉会发生反应:CuSO4+Fe= FeSO4+Cu; H2SO4+Fe= FeSO4+H2↑.会有气体产生,因此会冒出气泡。正确。B.由于溶液中含有大量的水,无论酸是否有剩余,都会发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。因此不能证明酸剩余。错误。C.溶液中含有CuSO4,一定会发生反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓。不能证明酸剩余。错误。D.在金属活动性顺序表中Ag位于H后面,不能把酸中的氢置换出来。错误。因此选项为A。(3)I、方案①中KMnO4溶液酸化是用的硫酸,因此在高锰酸钾溶液中的SO42-包括SO2氧化产生的和外加的两部分,这样产生的硫酸钡沉淀就偏多,导致剩余的硫酸偏少(或偏低)。改变的措施是采用其它的氧化剂如溴水或碘水或硝酸溶液等氧化SO2,使其转化为硫酸,再用氯化钡溶液减小滴定。方案②设计合理、操作无误。Ⅱ、用标准NaOH溶液滴定剩余硫酸时,由于在溶液中含有CuSO4,用酚酞作指示剂,变色点为8,但氢氧化铜开始沉淀的pH约为5。Cu2+也会与碱反应生成沉淀,不能达到滴定终点。无法准确测定剩余硫酸的物质的量的多少。(4)其他可行的用来测定余酸的物质的量浓度实验方案可以是方案一:①取反应后溶液,向其中加入足量锌;②收集并测定氢气的体积;③通过H2量计算剩余硫酸的物质的量浓度。方案二:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,洗净、在N2的环境中烘干,称其质量即可。方案三:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,然后向溶液中加入足量氯化钡溶液,过滤出沉淀,洗净、干燥后称量。根据反应消耗的Cu的质量科确定由CuSO4产生的沉淀的质量。进而计算出剩余酸的物质的量。在这三种方案中第三种方案可操作性更强,误差更小。第二种方法中要在惰性气体或N2的环境中进行不容易进行。而第一种方法H2的体积测量容易引起误差,而且不容易换算为标准状况下。容易产生误差。
举一反三
将反应4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O的产物气体通入BaCl2溶液,下列判断正确的是
A.无沉淀生成
B.肯定没有BaSO3生成
C.得到的沉淀是纯净物
D.得到的沉淀是BaSO4和BaSO3组成的混合物

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FeS2的结构类似于Na2O2,是一种过硫化物,与酸反应时生成H2S2,H2S2易分解。实验室用稀硫酸与FeS2颗粒混合,则反应完毕后不可能生成的物质是
A.H2S B.SC.FeS D.FeSO4

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工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是                   
A.若反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.平衡后升高温度,平衡常数K增大
F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
9
 
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为       , 表中y ﹦      
②T1                 T2 ,(选填“>”、“<”或“="”)," 实验2中达平衡时 O2的转化率为                
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
① 该溶液中c(Na+)与 c(OH)之比为                                        
② 该溶液中c(OH-)= c(H+)+              +               (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
③ 当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32)                , 水的离子积Kw                     。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是                                               
A. Na2CO3           B. Ba(NO3)2             C.Na2S         D.酸性KMnO4
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从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3左右。已知溴水呈橙色,将SO2气体通入溴水时,可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是
(  )。
A.SO2使溴水褪色,显示了SO2的漂白性
B.SO2使溴水褪色,显示了SO2的还原性
C.从溴水中提取单质溴,可以用乙醇进行萃取
D.SO2是形成酸雨的唯一污染物

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为了防治酸雨,减少煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上采用生石灰和含硫的煤混合使用以“固硫”(避免硫的化合物进入大气),最后生成石膏。试回答:
(1)整个“固硫”反应所涉及的反应类型包括:①化合反应②分解反应 ③置换反应 ④复分解反应 ⑤氧化还原反应 ⑥非氧化还原反应 ⑦离子反应 ⑧非离子反应(分子反应)。其中正确的是(  )。
A.①⑤⑥⑦  B.①②③⑤⑧  C.①⑤⑥⑧  D.②④⑤⑦
(2)第一步“固硫”反应的化学方程式中所需气态物质的化学计量数为(  )
A.1  B.2  C.3  D.4
(3)比较此法与石灰石粉末与含硫煤混合法哪个更好些________(A.生石灰 B.石灰石),原因是________。
(4)你认为减少酸雨产生可采取的措施是(  )。
①少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱造高 ③先将燃料煤脱硫 ④在土壤中加石灰防止酸化 ⑤开发新能源,避免含S、N的氧化物大量排放
A.①②③  B.②③④⑤  C.①③⑤  D.①③④⑤
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