某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用下图所示装置先进行了有关实验:(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请在图上把导管补充完整。
题型:不详难度:来源:
某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用下图所示装置先进行了有关实验:
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请在图上把导管补充完整。 (2)实验中他们取6.4g 铜片和12mL 18mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式 。 ②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是 。 ③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填写编号)。 A.铁粉 B.氯化钡溶液 C.银粉 D.碳酸氢钠溶液 (3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙学生进行了如下设计: ①甲同学设计方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生的SO2的量,在计算余酸的物质的量浓度。他认为测定二氧化硫的量的方法有多种,请问下列实验方案中可行的是 (填写编号)。 A.将装置A产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称量 B.将装置A产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀 C.用排水法测定装置A产生气体的体积(已折算成标准状况) D.将装置A产生的气体缓缓通入足量氢氧化钡溶液,反应完全后,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀 E.将装置A产生的气体缓缓通入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,反应完全后,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀 请你对不可行的方案进行分析(可以不填满): ②乙学生设计的方案是:在反应后的溶液中加蒸馏水稀释至1000mL,取20mL与锥形瓶中,滴入2~3滴甲基橙指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),通过测出消耗氢氧化钠溶液的体积来求余酸的物质的量浓度。假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变,你认为乙学生设计的实验方案能否求得余酸的物质的量浓度_______(填“能”或“不能”),其理由是 。 (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) 。 |
答案
(1)如图所示。 (2分) (2)①Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O(2分) ②随着反应进行,硫酸被消耗,产物有水生成,所以浓硫酸变成稀硫酸,反应会停止(1分) ③AD(1分) (3)①E(1分)
方案序号
| 分析
| 误差(偏低或偏高)
| 改变措施
| A
| 碱石灰除吸收二氧化硫外还能吸收水,测得二氧化硫质量增大
| 偏低
| A产生的气体先经浓硫酸干燥,后用碱石灰吸收
| B
| 高锰酸钾溶液中含有硫酸,与氯化钡反应生成沉淀增大
| 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
| C
| 二氧化硫在水中以1∶40溶解,收集二氧化硫体积减少
| 偏高
| 将水换成四氯化碳、煤油等非极性溶剂
| D
| 亚硫酸钡在空气中烘干及称重过程中部分被氧化生成硫酸钡,产生固体质量增大
| 偏低
| 先将二氧化硫用强氧化剂如溴水氧化,再加入足量的氯化钡溶液或氢氧化钡溶液
| ②不能(1分) 虽然甲基橙变色范围:pH为3.1~4.4,氢氧化铜开始沉淀时的pH为5,在指示剂变色范围之外,即中和酸时,铜离子不会消耗OH-,但是甲基橙由红色变成橙色、黄色时,铜离子溶液呈蓝色,对观察指示终点颜色有干扰。(1分) (4)(2分) 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。 方案二:①取反应后溶液,向其中加入过量的氢氧化钠溶液,至氢氧化铜完全沉淀;②过滤、洗涤、(低温)干燥、称量至恒重;③根据氢氧化铜的量计算出已反应的硫酸的量,进而计算剩余硫酸溶液浓度。 方案三:反应结束后将烧瓶中的铜片取出,洗净、烘干,称其质量即可。 方案四: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。(只要合理即得2分) |
解析
(1)SO2的密度大于空气的,所以通过排气法收集SO2时,应该是长进,短出。 (2)浓硫酸具有氢氧化性,在加热的条件下和铜反应生成硫酸铜、SO2和水。由于稀硫酸和铜不反应,而随着反应的进行,硫酸的浓度会逐渐降低,当降低到一定浓度后,反应就停止,所以一定有硫酸剩余。如果有硫酸剩余,则加入铁粉或碳酸氢钠后,一定会产生气体,据此可以验证。由于溶液中有硫酸铜,所以加入氯化钡一定产生白色沉淀,无法注明是否含有硫酸。银和稀硫酸及硫酸铜都不反应,所以答案是AD。 (3)A中碱石灰除了能吸收SO2外,还能吸收水蒸气,导致测得的SO2质量偏大,测得结果偏低。所以应该再通过碱石灰之前先通过浓硫酸进行干燥。B中高锰酸钾溶液中就含有硫酸,从而生成的白色沉淀质量偏大,结果偏低。高锰酸钾不能用硫酸酸化,可以用硝酸酸化。SO2易溶于水,所以测得的SO2偏低,结果偏高。可以用有机溶剂代替水。SO2和氢氧化钡反应生成的是亚硫酸钡,亚硫酸钡不稳定,在空气中易被氧化生成硫酸钡,是结果偏低。因此在通入氢氧化钡之前,要首先把SO2氧化生成硫酸,然后再和氢氧化钡反应。硝酸具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,从而生成硫酸钡沉淀,所以E是正确的。 (4)由于氢氧化钠和硫酸首先反应,而硫酸铜开始是不反应的。由于铜离子在溶液中显蓝色,所以会干扰甲基橙的颜色变化,导致滴定不准确。 (5)本题属于开放性试题,只有原理正确,可操作性强均可以。具体解析见答案。 |
举一反三
下面是用已知的盐酸滴定未知的氢氧化钠的实验叙述:①实验中的锥形瓶、滴定管都需润洗。②滴定前锥形瓶中有水将使滴定结果偏小。③加入2-3滴酚酞作指示剂。④滴定时,左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中颜色的变化。⑤滴定一旦发现溶液从红色变成无色,立即停止滴定。⑥滴定终了时溶液的pH值刚好为7。⑦若滴定前平视,滴定终点俯视,使结果偏小。上述相关说法中错误的是 |
(6分)如图装置可以用来制取某些气体。
(1)该装置可以制备乙炔气体,圆底烧瓶中盛放的物质是 (填化学式)。 (2)还能用该装置制备和收集的气体有(答出任意一种即可) 。 (3)若用来制备乙烯气体,需要对装置进行改进,将分液漏斗改成温度计,温度计的水银球放置的位置是 ,改进时还需要的玻璃仪器是 ;反应的化学方程式是 。 |
(12分)下图是实验室制取乙酸乙酯的实验装置。请回答:
(1)在M试管中加碎瓷片的作用是 。 试管N中盛放的溶液是_________________ 。 该溶液的作用为中和乙酸,吸收挥发出的乙醇, ; 导管在其 液面上而不插入液面下的原因是 。 (2)在大试管中配制一定比例的乙醇、浓硫酸和乙酸 混合液时,加入试剂的顺序是 。 (3)浓硫酸的作用是 。 (4)反应结束后,试管N内的液体分成两层,反应生成的乙酸乙酯在 层(填写“上”或“下”)。若分离N中的液体混合物需要用到的玻璃仪器是烧杯、 。 (5)M试管中发生反应的化学方程式 。 (6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后, 就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯 化反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。 ①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水 ②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸 ③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸 |
(12分)乙醇的沸点是78℃,能与水以任意比例混溶。乙醚的沸点为34.6℃,难溶于水,在饱和Na2CO3溶液中几乎不溶,乙醚极易燃烧。实验室制乙醚的反应原理是
(1)图甲和乙是两套实验室制乙醚的装置,选装置 最合适,理由是 __ 。 (2)反应液中应加入沸石,其作用是 。 (3)反应中温度计水银球的位置是 __________________ 。 (4)用装置乙制得的乙醚中可能含有大量的杂质,这杂质是 ,除去这种杂质的简易方法是 。 (5)如果温度太高将会有乙烯生成,该反应的化学方程式是 ,反应类型是 。 |
在配制250ml 2.0mol/L NaCl溶液的实验中,必须使用的仪器是 A B C D |
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