為研究銅與濃硫酸的反應(yīng),某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:反應(yīng)產(chǎn)物的定性探究。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:(固定裝置已略去)
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)F燒杯中的溶液通常是 。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是
。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是 。
(5)為說明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷,還須進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案為 。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究
(6)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中,發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn),經(jīng)查閱文獻(xiàn)獲得下列資料。
資料1:
硫酸/mol·L-1 | 黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度/℃ | 黑色物質(zhì)消失的溫度/℃ |
15 | 約150 | 約236 |
16 | 約140 | 約250 |
18 | 約120 | 不消失 |
資料2:X-射線晶體分析表明,銅與濃硫酸反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種。僅由上述資料可得出的正確結(jié)論是 __。
a.銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)
b.硫酸濃度選擇適當(dāng),可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)
c.該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol/L
d.硫酸濃度越大,黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失
(7)為測出硫酸銅的產(chǎn)率,將該反應(yīng)所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取該溶液25.00 mL加入足量KI溶液振蕩,以淀粉溶液為指示劑,用b mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次實(shí)驗(yàn)平均消耗該Na2S2O3溶液V mL。若反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為a g,則硫酸銅的產(chǎn)率為 _。(已知:2Cu2++4I-===2CuI+I(xiàn)2,2S2O+I(xiàn)2===S4O+2I-)
【知識點(diǎn)】硫元素形成的化合物的性質(zhì),化學(xué)計(jì)算
【答案解析】(1)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4 +SO2+2H2O
(2)氫氧化鈉溶液(或酸性的高錳酸鉀溶液等)
(3)D裝置中黑色固體顏色無變化,E中溶液褪色;
(4)將A裝置中試管內(nèi)冷卻的混合物沿杯壁(或玻璃棒)緩緩倒入盛有水的燒杯中,并不斷攪拌,看溶液是否變藍(lán)
(5)使用上述裝置,不放人銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察無水硫酸銅是否變藍(lán)
(6)abd
(7)0.64Bv/a
解析:(2)在此反應(yīng)中產(chǎn)生了酸性的氣體,故可以用 堿液吸收,在其中主要是SO2氣體,故也可以選擇氧化性的溶液進(jìn)行吸收。
(3)如果產(chǎn)生氫氣,即可以把氧化銅還原,如果沒有氫氣氧化銅的顏色不會發(fā)生改變,硫酸的還原產(chǎn)物為SO2,證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素。
(4)銅離子在稀溶液中的顏色是藍(lán)色,所以檢驗(yàn)銅離子時(shí)要在稀溶液中。
(6) a. 銅與濃硫酸反應(yīng):Cu+2H2SO4(濃) CuSO4 +SO2+2H2O,因X-射線晶體分析表明,銅與濃硫酸反應(yīng)還會生成銅的硫化物,所以銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè);b.在資料1中顯示硫酸濃度為18 mol/L時(shí),黑色物質(zhì)不消失,但在15 mol/L和15 mol/L時(shí)是可以消失的,故硫酸濃度選擇適當(dāng),可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì);c.該反應(yīng)過程中出現(xiàn)了黑色物質(zhì)且不消失故該反應(yīng)硫酸濃度≥18 mol/L;d.從資料1中顯示硫酸濃度18 mol/L時(shí)黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度低,但并不消失,故硫酸濃度越大,黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失。
(7)根據(jù)2Cu2++4I-===2CuI+I(xiàn)2,2S2O+I(xiàn)2===S4O+2I-,得到
Cu2+ ≈ S2O
n (S2O)=V×10—3 L×b mol/L×10= V b×10—2 mol= n (Cu2+)= n (CuSO4) 實(shí)際反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量為a g,n (Cu)=a/64 mol,理論產(chǎn)生的n (CuSO4)理論= a/64 mol
則硫酸銅的產(chǎn)率為 n (CuSO4) 實(shí)際/n (CuSO4)理論=0.64Bv/a
【思路點(diǎn)撥】本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的理解與評價(jià),難度中等;反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究中考查信息的有效利用,化學(xué)計(jì)算中多步反應(yīng)中的量的關(guān)系,綜合性較強(qiáng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行:①把貝殼制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、洗滌、過濾沉淀物;③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物;④電解;⑤得到產(chǎn)物。下列關(guān)于提取鎂的說法中,不正確的是( )
A.此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料取自大海
B.進(jìn)行①②③步驟的目的是富集MgCl2
C.可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂
D.電解法冶煉金屬要消耗大量電能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是
A.常溫下,1mol甲烷含有的氫原子數(shù)為4NA B.2g氦氣所含有原子數(shù)為0.5NA
C.0.1mol/L的硫酸鋁溶液中含SO42-數(shù)為0.3NA D.18g水所含質(zhì)子數(shù)為10NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密
度為1.40g·mL-1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中,得到NO2和N2O4的混合氣體1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí),得到2.54g沉淀。
(1)該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是 。
(2)NO2和N2O4的混合氣體中,NO2的體積分?jǐn)?shù)是 。
(3)得到2.54 g沉淀時(shí),加入NaOH溶液的體積是 mL
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
現(xiàn)有等物質(zhì)的量的銅和銀的混合物17.2 g,與50.0 mL
的濃硝酸恰好完全反應(yīng),
產(chǎn)生氣體4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則下列說法正確的是
A.產(chǎn)生的氣體是0.2 mol NO2
B.硝酸的物質(zhì)的量濃度為12 mol·L-1
C.反應(yīng)中被還原和未被還原的硝酸物質(zhì)的量之比為3∶2
D.要使產(chǎn)生的氣體恰好完全被水吸收需要通入氧氣0.075 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
下列離子方程式正確的是
A.等物質(zhì)的量的Ba(OH)2與明礬[KAl(SO4)2·12H2O]加入足量水中:
3Ba2++6OH-+2Al3++3SO===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
B.Fe(OH)3溶于氫碘酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
C.HO中投入Na2O2固體:2HO+2Na2O2===4OH-+4Na++18O2↑
D.CuCl2溶液中加入H2S溶液:Cu2++S2-===CuS↓
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
無色透明的酸性溶液中,能大量共存的是
A.Na+、K+、CO32-、NO3- B.K+、Fe2+、NH4+、NO3-
C.NH4+、Al3+、SO42-、NO3- D.K+、Na+、NO3-、OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
根據(jù)表中信息判斷,下列選項(xiàng)不正確的是
序號 | 反應(yīng)物 | 產(chǎn)物 |
① | KMnO4、H2O2、H2SO4 | K2SO4、MnSO4… |
② | Cl2、FeBr2 | FeCl3、FeBr3 |
③ | MnO… | Cl2、Mn2+… |
A.第①組反應(yīng)的其余產(chǎn)物為H2O和O2
B.第②組反應(yīng)中Cl2與FeBr2的物質(zhì)的量之比為1∶2
C.第③組反應(yīng)中生成1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子2 mol
D.氧化性由強(qiáng)到弱順序?yàn)镸nO>Cl2>Fe3+>Br2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
在如圖所示裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備白色的Fe(OH)2沉淀。
(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是____________。
(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是____________。
(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑,打開止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是________________________________________________。
(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色,其理由是_______________ __________________________________________________________________________。
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