(15分)某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对沉淀的组成很感兴趣,决定采用实验的方法进行探究。Ⅰ.【提出猜想】猜
题型:不详难度:来源:
(15分)某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对沉淀的组成很感兴趣,决定采用实验的方法进行探究。 Ⅰ.【提出猜想】 猜想1:所得沉淀为 ; 猜想2:所得沉淀为 ; 猜想3:所得沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu(OH)2·nCuCO3]。 Ⅱ.【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水)。 Ⅲ.【实验探究】 步骤1:将所得悬浊液过滤,先用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,风干; 步骤2:取一定量所得固体,用如下装置(夹持仪器未画)进行定性实验;
Ⅳ.【问题讨论】 能证明猜想1成立的实验现象是 ; (1)检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是:关闭K, ; (2)若在上述装置B中盛放无水CaCl2,C中盛放Ba(OH)2溶液,还可以测定所得沉淀的组成。 ①C中盛放Ba(OH)2溶液,而不使用澄清石灰水的原因是 ; ②若所取蓝绿色固体质量为27.1 g,实验结束后,装置B的质量增加2.7 g,C中产生沉淀的质量为19.7 g 。则该蓝绿色固体的化学式为 。 |
答案
(15分) Ⅰ.猜想1:Cu(OH)2; (2分) 猜想2:CuCO3; (2分) Ⅳ.现象:B中白色固体变蓝,C中无明显现象;(2分) (若猜想1为CuCO3,则现象为:B中无明显现象,C中产生白色沉淀。) (1)用酒精灯微热横玻璃管,若C中有气泡逸出,撤灯冷却一段时间,C中导管内形成水柱,则证明此装置气密性良好;(3分) (2)① Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2;(2分)且M(BaCO3)大于 M(CaCO3),测量误差小;(2分) ②Cu5(OH)6(CO3)2(或:2CuCO3••••3Cu(OH)2 )。(2分) |
解析
试题分析:Ⅰ.根据Cu元素可能生成的沉淀的形式猜想。所得沉淀可能是Cu(OH)2或者是 CuCO3; Ⅳ.如果沉淀是氢氧化铜,则受热分解生成氧化铜和水,无水硫酸铜与水结合生成蓝色固体,则B中白色固体变蓝,C中无明显现象;若沉淀是碳酸铜,则受热分解生成氧化铜和二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,则对应现象是B中无明显现象,C中产生白色沉淀。 (1)装置气密性的检查依据气体的压强原理,容器体积不变时,温度升高,压强增大。所以检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是:用酒精灯微热横玻璃管,若C中有气泡逸出,撤灯冷却一段时间,C中导管内形成水柱,则证明此装置气密性良好; (2)①若在上述装置B中盛放无水CaCl2,C中盛放Ba(OH)2溶液,则根据装置增重的质量来测定沉淀的组成。C中盛放Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2;且M(BaCO3)大于M(CaCO3),测量误差小; ②装置B的质量增加2.7 g,C中产生沉淀的质量为19.7 g 。,说明27.1g的沉淀分解生成0.15g H2O,0.1mol CO2,则CuO的质量是4.7g,物质的量是0.25mol,所以沉淀中n(Cu):n(OH-):n(CO32-)=0.25:0.3:0.1=5:6:2,所以该沉淀的化学式为Cu5(OH)6(CO3)2. |
举一反三
(12分)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如右装置合成正丁醛。发生的反应如下: 。反应物和产物的相关数据列表如下:
| 沸点/℃
| 密度/g·cm-3
| 水中溶解性
| 正丁醇
| 117.2
| 0.8109
| 微溶
| 正丁醛
| 75.7
| 0.8017
| 微溶
| 实验步骤如下: 将Na2Cr2O7溶液与浓硫酸混合液放置在B中。在A中加入正丁醇和几粒沸石,加热,保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以上的馏分。 将馏出物倒入分液漏斗中,除去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分。 回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由 。 (2)上述装置图中,B仪器的名称是 ,D仪器的名称是 。 (3)温度计的作用分别是C1 ;C2 。 (4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中水在 层(填“上”或“下”)。 (5)反应温度应保持在90~95℃,其原因是 。 |
(17分)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用,催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下:
(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。 (2)加浓氨水时,钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是 (写化学式)。 (3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的,钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。 ①气体B的化学式为 ②经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%。则A的化学式为 ; (4)钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1~图3所示,则王水溶解钯的适宜条件是:反应温度为 ,反应时间约为 ,含钯的样品与王水的质量比为 。
(5)700℃“焙烧1”的目的是 , 550℃“焙烧2”的目的是 。 |
(12分) 碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________________。 ②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5 O2高温1____+3_____。 (2)将气体a通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式:_________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_________________。 (3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是__________________。 |
(15分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。 实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。 (1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测: 猜测1:白色不溶物可能为 猜测2:白色不溶物可能为MgCO3 猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)2•yMgCO3] (2)为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质),进行以下定性实验。请填写表中空白:
实验序号
| 实 验
| 实验现象
| 结 论
| 实验Ⅱ
| 将实验I中收集到的气体点燃
| 安静燃烧,火焰呈淡蓝色
| 气体成分为 ①
| 实验Ⅲ
| 将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量 ②
| ③
| 白色不溶物中含有MgCO3
| 实验Ⅳ
| 取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适 量 ④ 稀溶液
| 产生白色沉淀,溶液红色变浅
| 溶液中存在CO32-离子
| (3)为进一步确定实验I中白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:
称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。 ①装置C的作用是 ; ②白色不溶物的化学式为 。 (4)根据以上(2)及(3)的定性定量实验,写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式 __________________________________________________________________________。 |
(14分)正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 反应物和产物的相关数据如下
| 相对分子质量
| 沸点/℃
| 密度(g/cm3)
| 水中溶解性
| 正丁醇
| 74
| 117.2
| 0.819
| 微溶
| 正丁醚
| 130
| 142.0
| 0.7704
| 几乎不溶
| 合成反应: ①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。 ②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。 ③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。 ④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。 ⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。 请回答: (1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。 (2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。 (3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗 的 (填“上”或“下”)口分离出。 (4)步骤④中最后一次水洗的目的是 。 (5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。 a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃ (6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为 。 (7)本实验中,正丁醚的产率为 。 |
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