Ⅰ.化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的试验方案作研究.甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,不发生反应.他们向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,若在溶液中放

Ⅰ.化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的试验方案作研究.甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,不发生反应.他们向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,若在溶液中放

题型:滨州模拟难度:来源:
Ⅰ.化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的试验方案作研究.甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,不发生反应.他们向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,若在溶液中放置有些铂丝,反应速率明显加快.此时,其他组的同学提出方案如下:
乙组:Cu
氧气


CuO
H2SO4


CuSO4  
丙组:Cu
硫酸亚铁


CuSO4
丁组:Cu
硝酸银


Cu(NO32
氢氧化钠


Cu(OH)2
稀硫酸


CuSO4
戊组:Cu
H2SO4


CuSO4
(1)甲组试验可用一个化学反应方程式表示为______;使反应变快的可能原因是______;从该反应器溶液(含有少量H2SO4以抑制水解)中取得产品的试验操作步骤应为______、______、______,取得产品后的残留物质可循环使用.
(2)可持续发展的原则要求化工生产①原理科学;②能量消耗低;③原料利用率高;④无污染.则在五组方案中,有科学性错误的是______ 组方案,有污染的是______组方案,无污染但能量消耗较高的是______组方案,因此选择______组方案最好.
Ⅱ.另一化学兴趣小组从化学手册上查得硫酸铜500℃在以上按照下式分
CuSO4


CuO+SO2↑+SO3↑+O2↑,便决定设计试验测定反应生成的SO2、SO3和O2的物质的量,并经计算确定该条件下CuSO4分解反应方程式中各物质的化学计量数.试验可能用到的仪器如下图所示:

魔方格

试验测得数据及有关结果如下;
①准确称取6.0g无水CuSO4;②在试验结束时干燥管总质量增加2.4g;③测得量筒中水的体积,得出气体在标准状况下的体积为280mL;试验结束时,装置F中的溶液只含NaHSO4和NaHSO3.按装置从左到右的方向,各仪器接口连结顺序为:①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②
试回答下列问题:
(1)装置F的作用是______.
(2)装置D的作用是______.
(3)为减少测量气体体积引起的误差,应注意的事项有:
①装置内气体的温度应恢复到室温.
②______,
③______.
(4)通过计算,推断出该条件下反应的化学方程式______.
答案
I.(1)将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,无反应.向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,说明溶液中含有硫酸铜,即铜和氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水,反应方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;
铜、铂丝和氧气、稀硫酸构成原电池,加快了化学反应速率,负极上铜失电子,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水;
从溶液中制取晶体的方法是采用蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤的方法,
故答案为:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;形成了原电池;加热蒸发、冷却结晶、过滤并洗涤晶体;
(2)乙中Cu和氧气反应需要加热,消耗能量;
丙中铜不能与硫酸亚铁反应,方案错误;
丁中铜和硝酸银反应制取硝酸铜,硝酸银的价格较高,所以耗资大;
戊中铜和浓硫酸反应需要 加热消耗能量高,且反应过程中生成的二氧化硫有毒,有污染;
根据可持续发展的原则可知最佳方案为甲,
故答案为:丙;戊;乙;甲;
Ⅱ、(1)加热硫酸铜生成氧化铜、三氧化硫、二氧化硫和氧气,三氧化硫易溶于水生成硫酸,硫酸能和亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫,所以亚硫酸氢钠的作用是吸收SO3,放出等物质的量的SO2
故答案为:吸收SO3,放出等物质的量的SO2
(2)气体通过D装置后还剩二氧化硫和氧气、水蒸气,水蒸气能影响实验的测定,所以必须通过干燥剂吸收水分,所以浓硫酸的作用是:吸收水分,干燥SO2和O2
故答案为:吸收水分,干燥SO2和O2
(3)测定气体体积时,应装置内气体的温度应恢复到室温,调节量筒使其液面与E装置中的液面持平,由于量筒中液面是凹液面,所以读量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平,否则会造成误差,
故答案为:②调节量筒使其液面与E装置中的液面持平;③读曲量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平;
(4)干燥管C吸收的物质是二氧化硫,二氧化硫包括解热硫酸铜生成的二氧化硫和三氧化硫和水、亚硫酸氢钠反应生成的二氧化硫,二氧化硫的物质的量是
2.4g
64g/mol
=0.0375mol,根据三氧化硫和亚硫酸氢钠之间的关系式知,三氧化硫和亚硫酸氢钠反应生成的二氧化硫和三氧化硫的物质的量相等,所以三氧化硫和原生成的二氧化硫的物质的量之和是0.0375mol;测得量筒B中水的体积,得出气体在标准状况下的体积为280mL,该气体是氧气,其物质的量是
0.28l
22.4L/mol
=0.0125mol,根据氧化还原反应中得失电子数相等知,原生成的二氧化硫的物质的量=
0.0125mol×4
2
=0.025mol,所以生成的三氧化硫的物质的量是0.0375mol-0.025mol=0.0125mol;6g无水CuSO4的物质的量=
6g
160g/mol
=0.0375mol,根据铜原子守恒知,生成氧化铜的物质的量是0.0375mol,所以n(CuSO4):n(CuO):n(SO2):n(SO3):n(O2)=0.0375mol:0.0375mol:0.025mol:0.0125mol:0.0125mol=3:3:2:1:1,所以其分解方程式为3CuSO4
  △  
.
 
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,
故答案为:3CuSO4
  △  
.
 
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑.
举一反三
某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略).请按要求填空:

魔方格

Ⅰ、探究氯气与氨气的反应
(1)为制取干燥氨气,可将装置C与______(填装置编号)连接;装置C中的烧瓶内固体宜选用______.
a.碱石灰 b.氯化钙 c.五氧化二磷 d.生石灰
(2)装置A、E、E连接可制取纯净、干燥的氯气,则两个E装置内的药品依次是______.
(3)装置F可用于探究氯气与氨气(已知氯气与氨气可发生反应:3Cl2+2NH3→N2+6HCl)的反应.实验时打开开关1、3,关闭2,先向烧瓶中通入______,然后关闭1、3,打开2,向烧瓶中缓慢通入一定量的另一种气体.实验一段时间后烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子______.
Ⅱ、探究某些物质的性质
(4)利用装置A、E,可设计实验比较Cl-和Br-的还原性强弱,能证明结论的实验现象是______.
(5)若利用装置A、E进行乙烯与溴水反应的实验,必须对装置A进行的改动是______.
(6)将装置B、C分别与F相连后,进行H2S与SO2反应的实验.F的烧瓶中发生反应的化学方程式为______;F的烧杯所起的作用是______.
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某无色溶液可能含有①Na+ ②Ba2+ ③Cl ④Br ⑤SO32一 ⑥SO42一中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
题型:丰台区一模难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
步骤操作现象
(1)向溶液中滴加氯水,再加入CCl4,振荡、静置下层呈橙红色
(2)分液,向水溶液中加入Ba(NO32溶液和稀HNO3有白色沉淀产生
(3)过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生
某同学设计了图所示装置(夹持仪器省略)进行系列实验,实验时将药品A逐滴加入到固体B中,请回答:
(1)若A为浓氨水,B为烧碱,C为AlCl3溶液,打开分液漏斗旋塞,烧瓶中即有氨气生成,
原因是______(结合离子方程式回答).一段时间后,观察到试管中的现象是______,
发生反应的离子方程是______.
(2)利用该装置设计实验证明醋酸、碳酸、苯酚的酸性强弱,若B为碳酸钠,A与B发生反应的离子方程式是______,能得到的相应结论是______;试管中出现浑浊,依据此现象能否得出相应的结论,请简述理由:______.魔方格
硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波,它可看成是用一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成.某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,并通过实验探究Na2S2O4的化学性质.
[提出问题]Na2S2O3与Na2SO4结构相似,化学性质是否也相似呢?
[实验探究]取适量Na2S2O4晶体,溶于水中制成Na2S2O3溶液,进行如下探究.
题型:巢湖二模难度:| 查看答案
题型:双流县模拟难度:| 查看答案
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实验操作实验现象现象解释(用离子方程式表示)
探究①A.______a.溶液pH=8i.______
B.向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液b.______ii.S2O32一+2H+
S↓+SO2↑+H2O
探究②C.向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液c.氯水颜色变浅iii.______
氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸,溶于水和液氨,不溶于乙醇.在工业上用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂.用尿素[CO(NH22]和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)为原料合成氨基磺酸的路线如下:

魔方格

(1)重结晶用10%~12%的硫酸作溶剂而不用水作溶剂的原因是______.
(2)“磺化”步骤中所发生的反应为:
①CO(NH22(s)+SO3(g)⇌H2NCONHSO3H(s)△H<0
②H2NCONHSO3H+H2SO4⇌2H2NSO3H+CO2
“磺化“过程应控制反应温度75~80℃,若温度高于80℃,氨基磺酸的产率会降低,原因是______.
(3)测定产品中氨基磺酸纯度的方法如下:称取7.920g产品配成l000mL待测液,量取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入2mL 0.2mol•L-1稀盐酸,用淀粉碘化钾试剂作指示剂,逐滴加入0.080mol•L-1NaNO2溶液,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2溶液25.00mL,此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2,NaNO2的还原产物也为N2
①写出氨基磺酸与NaNO2溶液反应的化学方程式______.
②产品中氨基磺酸的质量分数为______.
(4)以酚酞为指示剂,用NaOH进行酸碱中和滴定也能测定产品中氨基磺酸的纯度,测定结果通常比NaNO2法偏高,原因是氨基磺酸中混有______杂质.