某同学在学习硝酸与硫酸时,对两种酸与铜的反应情况进行研究,试完成下列各题。(1)在甲、乙两个烧杯中,分别装入40mL浓度均为2mol·L-1的稀硫酸和稀硝酸,并
题型:不详难度:来源:
某同学在学习硝酸与硫酸时,对两种酸与铜的反应情况进行研究,试完成下列各题。 (1)在甲、乙两个烧杯中,分别装入40mL浓度均为2mol·L-1的稀硫酸和稀硝酸,并向其中各加入 4g束状铜丝,观察现象,试完成下列实验报告:
(2)充分反应后,将甲、乙烧杯混合,再使之充分反应,最终所得溶液溶质为____ ,剩余固体总质量为 g (3)若甲中硫酸溶液体积V(V>40mL)可变,其余数据不变,则: ①当甲、乙烧杯混合充分反应后,溶液中只有一种溶质时,V=____ mL,若要将溶液中的Cu2+沉淀完全,应加NaOH使溶液的pH至少为____ 。已知KsP[Cu(OH)2]=2.2×l0-20,1g=0.7) ②能否通过硫酸溶液体积的改变,使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________ 。 |
答案
26.(1)甲:稀硫酸只能表现酸的氧化性,而铜排在金属活动顺序表氢之后,不能将氢置换出来 (1分)。 乙:铜丝逐渐溶解,铜丝表面有气泡产生,溶液颜色变蓝(1分); (2)CuSO4,Cu(NO3)2(2分);2.24(2分)(3)①60(2分) 6.7(2分)②否(1分)。(3分) |
解析
试题分析:(1)甲:由于稀硫酸只能表现酸的氧化性,而铜排在金属活动顺序表氢之后,所以不能将氢置换出来。乙:由于硝酸是氧化性酸,能氧化金属铜,因此实验现象是铜丝逐渐溶解,铜丝表面有气泡产生,溶液颜色变蓝。 (2)硝酸和硫酸的物质的量是0.04L×2mol/L=0.08mol,其中NO3-的物质的量是0.08mol,氢离子的物质的量是0.24mol,根据方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知氢离子不足,NO3-过量,所以能溶解铜的质量=×0.24mol×64g/mol=5.76g<8g,所以铜过量,剩余铜的质量=8g-5.76g=2.24g,1其中溶液中最终所得溶液溶质为CuSO4、Cu(NO3)2。 (3)①若溶液中溶质只有一种,则该溶质应该是硫酸铜。根据离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知,需要氢离子的物质的量是0.08mol×4=0.032mol,其中硫酸提供的氢离子是0.032mol-0.08mol=0.24mol,所以硫酸的物质的量=0.24mol÷2=0.12mol,则硫酸溶液的体积=0.12mol÷2mol/L=0.06L=60ml。当溶液中铜离子浓度小于或等于10-5mol/L时可以看作铜离子完全沉淀,则根据溶度积常数可知,此时溶液中c(OH-)==×10-8mol/L,则c(H+)=,因此pH=6+1g=6.7。 ②乙烧杯的中的NO3-共40mL×10-3L/mL×2mol/L=0.08mol,据离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,最多可氧化的Cu的质量为0.08mol××64g/mol=7.68g,小于两烧杯中铜丝的总质量,故无法让铜溶解完。 |
举一反三
某校两个化学研究性学习小组,在学习了铜和浓硫酸的反应后分别探究足量的锌与浓硫酸反应的过程。甲小组设计了下图装置:试回答:
(1)请从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接______, c接______(用序号表示)。 (2)D、E两支试管中CCl4的作用是______。 (3)本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为______。 (4)D中出现浑浊的离子方程式为______。 (5)某学生注意观察到:实验开始后,C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中出现浑浊;反应一段时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。请用化学方程式表示“反应一段时间后气泡量又会明显增加”的原因是______。 乙小组设计了下图装置:
(6)分析出乙小组的设计意图是______。 (7)装置B中的药品是______。 (8)能证明产生SO2和H2先后顺序的实验现象是______。 |
某校化学兴趣小组的同学为研究铜与浓硫酸的反应,分别设计了如下图所示的三套实验装置:
(1)该小组同学对这三套装置进行了评价,认为甲和乙装置各有优缺点,甲装置的优点是 ,乙装置的优点是 。 (2)丙装置综合了甲和乙的优点,是一套比较合理的装置,试管C中是 溶液,A中玻璃管可起到防止B中品红溶液倒吸的作用,其原理是 。 为使装置中残留气体完全被C溶液吸收,可采取的操作是 。 (3)写出丙装置中发生反应的化学方程式: ,该小组同学用丙装置进行实验过程中发现除了课本上描述的实验现象外,试管A内还生成了白色固体,白色固体成分可能是 。 |
某校化学兴趣小组在学习了过氧化钠性质后,进一步研究其与SO2反应情况,查阅相关资料知:过氧化钠与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有同学认为:CO2、SO2虽然都是酸性氧化物,但SO2具有较强的还原性,CO2无还原性,反应原理应该不相同,并设计如下实验进行探究。 (1)[提出假设]向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下假设: 假设一:反应后固体中只有Na2SO3,证明SO2未被氧化; 假设二:反应后固体中只有Na2SO4,证明SO2完全被氧化; 假设三:反应后固体中____________ _____,证明 。 (2)[定性研究] 为验证假设三是否成立,兴趣小组进行如下研究,请你完成下表中内容
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
| 预期的实验现象和结论
| 取反应后的固体放入试管中,……
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| (3)[定量研究]通过测量气体的体积判断发生的化学反应,实验装置如下:
①装置D的作用是 。 ②实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g,装置D质量增加了m2g,装置E中收集到的气体为VL(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据进行判断
SO2被氧化的程度
| V与m1或m2的关系
| 完全被氧化
| V=0
| 部分被氧化
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| 未被氧化
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将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是A.反应现象:两者相同 | B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少 | C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深 | D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少 |
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不能鉴别二氧化碳与二氧化硫的试剂是A.品红溶液 | B.澄清的石灰水 | C.溴水 | D.酸性高锰酸钾溶液 |
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