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)。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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+4Na18O2

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

KMnO4、H2O2、H2SO4

K2SO4、MnSO4

Cl2、FeBr2

FeCl3、FeBr3

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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