- 研究型实验
- 共4868题
(8分)用下图所示的实验过程,测定含Na2SO4的亚硫酸钠中Na2SO3 的质量分数。
测定沉淀(纯净干燥)的质量W1g,试回答:
(1)试剂A溶液是 ,沉淀乙是 ;
(2)试剂B溶液选用稀盐酸,不能选用稀硝酸的原因是 ;
(3)沉淀甲与试剂B反应的离子方程是 ;
(4)计算含Na2SO4的亚硫酸钠中Na2SO3 的质量数 。
正确答案
(1)BaCl2或Ba(OH)2溶液; BaSO4
(2)硝酸能把BaSO3氧化成 BaSO4
(3)
(4)
本题重点考察学生对硫酸盐和亚硫酸盐性质的掌握程度。取固体加入蒸馏水之后,获得了Na2SO4和Na2SO3的水溶液,当向其中加入过量A时产生了沉淀,由于高中化学中BaSO4是一种常见的沉淀,学生很容易会想的加入了Ba2+ 所以试剂A中含有Ba2+ ,可以为BaCl2或Ba(OH)2溶液,同时由此可判断沉淀甲为BaSO4和BaSO3的混合物,溶液乙为NaCl,由于加入试剂 B后产生了溶液和沉淀乙,说明沉淀可能部分发生了溶解,结合沉淀物的性质可判断溶剂B为酸,亚硫酸钡溶于酸,而硫酸钡不溶于酸。
(1)试剂A是BaCl2或Ba(OH)2溶液;沉淀乙不溶于试剂B所以沉淀是BaSO4
(2))硝酸具有强氧化性会将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,这样无法分离出混合沉淀中原有的硫酸钡,最后无法计算样品中亚硫酸钠的质量分数。
(3)沉淀甲为BaSO4和BaSO3的混合物,当向其中加入酸时会与BaSO3会与酸反应离子反应方程式为
(4)根据反应后剩下沉淀乙硫酸钡的质量计算出其物质的量W1,反应过程中硫酸根离子物质的量守恒可以得出混合物样品中硫酸钠的物质的量,进而求出硫酸钠的质量,用总质量减去硫酸钠的质量即可求出亚硫酸钠的质量,即
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:CuCuO
CuSO4
丙组:CuCuSO4
丁组:CuCu(NO3)2
Cu(OH)2
CuSO4
戊组:CuCuSO4
(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
CuSO4CuO+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:
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______.
正确答案
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=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
=0.0125mol,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=
=0.025mol,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=
=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:3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑.
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料.某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物.探究过程如下:
[查阅资料]
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO
[提出假设]
假设1:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
[设计探究实验]
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂.
(1)若假设1成立,则实验现象是______.
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁.你认为这种说法合理吗?______简述你的理由(不需要写出反应的方程式)______.
[探究延伸]
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物.
(3)该实验小组的甲同学欲用加热法测定Cu2O的质量分数.取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为______.
(4)该实验小组的乙同学取一定量固体,向其中逐滴滴入稀硫酸,至固体恰好完全溶解,并向溶液中滴加KSCN,溶液不变红色.则Fe2O3和Cu2O的物质的量之比为:______.
(5)该实验小组的丙同学在甲和乙基础上,取a g固体粉末,用足量的H2还原,将反应后得到的固体溶于50mL c mol/L的稀硝酸中,固体完全溶解,向溶液中滴加KSCN,溶液也不变红色.则该同学可收集到的气体(标况下)______ mL(用含a的式子表示,需化简,不必换算成小数,下同),稀硝酸的浓度c=______mol/L.
正确答案
(1)若红色粉末是Fe2O3,Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁,没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,故答案为:没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色;
(2)红色粉末若是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色,所以说法不合理,
故答案为:不合理;Cu能将Fe3+还原为Fe2+;
(3)Cu2O~~~2CuO 质量增重△w
144 g 16 g
m(Cu2O) (b-a) g
m(Cu2O)==9(b-a)g,
故混合物中Cu2O的质量分数为×100%=
%,
故答案为:%;
(4)发生反应Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,固体恰好完全溶解,向溶液中滴加KSCN,溶液不变红色,则生成Cu能与Fe3+恰好完全反应Fe2+,有如下关系式:Cu2O~Cu~2Fe3+~Fe2O3,故混合物中n(Cu2O)=n(Fe2O3),所以n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,故答案为:1:1;
(5)混合物中n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,所以n(Cu2O)=n(Fe2O3)==
mol,
用足量的H2还原,固体为Fe、Cu,固体完全溶解于稀硝酸中,向溶液中滴加KSCN,溶液也不变红色,数目生成硝酸亚铁、硝酸铜,同时生成NO,
根据元素守恒、电荷守恒有n(NO)×3=mol×2×2+
mol×2×2,解得n(NO)=
mol,所以NO气体的体积为
mol×22.4L/mol=
L=
mL;
原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NO)+2n[Fe(NO3)2]+2n[Cu(NO3)2]=mol+
mol×2×2+
mol×2×2=
mol,故原硝酸的浓度c=
=
mol/L,
故答案为:;
.
某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
请回答下列问题。
(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是_____________,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是_____________。
(3)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是________________________(用离子方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式__________________________。
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有________性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液现用现配制的原因是_____________,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量
________________________。
正确答案
(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)一定有Fe3O4,可能有Fe;Fe3O4和Fe
(3)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+ Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(5)还原;Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质;铁粉
如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) __________;在电化学腐蚀中,负极反应是________________;正极反应是_______________________;
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是_________________________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是______________(答两种方法)
正确答案
“略”
(14分)
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了 腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了 (“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二: ;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
正确答案
(1)②2.0 ③碳粉含量的影响
(2)吸氧腐蚀 还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O)
(3)反应放热,温度升高,体积膨胀
(4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)
②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。
如果瓶内压强增大,假设一成立。否则假设一不成立。
(本题属于开放性试题,合理答案均给分)
试题分析:(1)探究影响化学反应速率,每次只能改变一个变量,故有②中铁的量不变,为2.0g;③中改变了碳粉的质量,故为探究碳粉的量对速率的影响。
(2)压强与气体的物质的量成正比,从图中可以看出,气体的量开始增加,后减少,故为吸氧腐蚀;活泼金属做负极,故碳为正极,发生还原反应。
(3)从体积的影响因素着手,温度升高,体积增大
(4)基于假设一,可知,产生氢气,发送那些变化,从变化入手考虑
(14分)硒(34Se)和碲(52Te)都是第VIA族元素,硒是分布在地壳中的稀有元素。工业上硒鼓废料(主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金)回收精炼硒的流程如下:
已知:
(1)Se的氢化物的电子式是______。
(2)步骤①中通入的氧气使硒鼓废料翻腾,目的是______。
(3)废气的主要成分是______;废渣II的主要成分是______。
(4)步骤④中主要反应的化学方程式是______;步骤⑥反应的化学方程式是______。
(5)根据表中数据,步骤⑤最适宜的分离方法是______。
正确答案
(14分)
(1)
(2)增大接触面积,加快反应速率,使废料充分燃烧
(3)CO2 TeO2
(4)H2SeO3 SeO2+H2O 2H2SO3 + SeO2=Se+2H2SO4
(5)升华,将温度控制在315℃到450℃之间
试题分析:(1)Se是第六主族元素,氢化物的化学式与H2O相似,属于共价化合物,电子式为;
(2)步骤①中通人的氧气使硒鼓废料翻腾,目的是增大接触面积,加快反应速率,使废料充分燃烧
(3)根据硒鼓废料的成分判断,废气是CO2;SeO2易溶于水,TeO2微溶于水,所以废渣主要是TeO2;
(4)SeO2溶于水生成H2SeO3,受热分解生成SeO2,化学方程式为H2SeO3SeO2+H2O;步骤⑥发生氧化还原反应 ,根据所给反应物和产物写出其化学方程式:2H2SeO3+SeO2=Se+2H2SO4
(5)根据SeO2和TeO2升华的温度,二者分离的最适宜方法是升华,将温度控制在315℃到450℃之间
硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,主要用于电镀工业的镀锡、铝合金表面的氧化着色、印染工业的媒染剂、双氧水去除剂等.某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化.Ⅱ.SnCl2易水解生成难溶物Sn(OH)Cl(碱式氯化亚锡).请回答下列问题:
(1)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因______.
(2)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH②______.
(3)反应Ⅰ生成的气体为CO2,得到的沉淀是SnO.该沉淀经过滤后需漂洗,如何证明沉淀已经洗涤完全?______.
(4)多步操作包含的具体实验步骤的名称可以是:______.
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是______.
(6)该小组通过下列方法测所用锡粉样品的纯度(杂质不参与反应):①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn+2HCl→SnCl2+H2↑②加入过量的FeCl3③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl→6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O取1.226g锡粉样品,经上述各步反应后,共用去0.1000mol/LK2Cr2O7溶液32.00mL.则该锡粉样品中锡的质量分数是______.
正确答案
SnCl2粉末加浓盐酸进行溶解得到酸性溶液,此时溶液中含有Sn2+、Sn4+,向其中加入Sn粉,Sn粉可以和H+发生反应,使溶液酸性减弱,调节了溶液pH值,另外Sn可以将被氧化生成的Sn4+还原成Sn2+,即防止Sn2+被氧化为Sn4+,过滤得SnCl2溶液,向其中加碳酸钠,将Sn元素以SnO形式沉淀,过滤洗涤得纯净的SnO,加稀硫酸,得SnSO4溶液,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,制得SnSO4晶体;
(1)SnCl2在水中发生水解反应:SnCl2+H2O═Sn(OH)Cl+HCl(可逆反应,应该用可逆号),生成难溶物Sn(OH)Cl,溶液含有杂质,若加入HCl,可使平衡向逆反应方向移动,抑制Sn2+水解;
故答案为:加入盐酸,使水解平衡向左移动,抑制Sn2+水解;
(2)由于在酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化,加入Sn粉,Sn粉可以和H+发生反应,使溶液酸性减弱,调节了溶液pH,另外Sn可以将被氧化生成的Sn4+还原成Sn2+,即防止Sn2+被氧化为Sn4+;
故答案为:防止Sn2+被氧化;
(3)反应Ⅰ为向SnCl2溶液中加碳酸钠,得到的沉淀为SnO,该沉淀经过滤后,表面附着着Cl-,要想检验滤渣是否洗涤干净,只要检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,若没有,则证明已经洗涤干净,否则没有洗涤干净,用AgNO3溶液检验Cl-,方法:取最后一次洗涤液,向其中加入AgNO3溶液,若无沉淀,则说明已洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤液,向其中加入AgNO3溶液,若无沉淀,则说明已洗涤干净;
(4)反应Ⅱ已经得到SnSO4溶液,由溶液得到晶体的方法、步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,
故答案为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,即SnSO4在酸性条件下和双氧水反应,Sn2+有还原性,双氧水有氧化性,产物应该是:Sn4+和H2O,方程式为:Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O,
故答案为:Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O;
(6)①②③发生的反应分别为Sn+2HCl→SnCl2+H2↑①,SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2②,6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl→6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O6Sn~K2Cr2O7③由方程式①②③得知K2Cr2O7~6FeCl2~3SnCl2~3Sn,
n(Sn)=3n(K2Cr2O7)=3×0.1000mol/L×0.032L=0.0096mol,m(Sn)=n(Sn)×M(Sn)=0.0096mol×119g/mol=1.1424g,
锡粉样品中锡的质量分数=×100%=
×100%=93.18%,
故答案为:93.18%.
某校化学兴趣小组为制备消毒液(主要成分是NaClO)设计了如图1所示装置,并查阅到下列资料:在加热情况下氯气和碱溶液能发生如下反应:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O
请回答下列问题:
(1)连接好装置,装药品之前,必须进行的一项操作步骤是______.
(2)圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为______;大试管内发生反应的离子方程式为______.
(3)饱和食盐水的作用是______;冰水的作用是______.
(4)在制取Cl2时,实验室中若无MnO2,可用KMnO4粉末代替,发生下列反应:2KMnO4+16HCl(浓)═2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
则可选择的发生装置是(填图2中的序号)______.
正确答案
(1)连接好装置,装药品之前,必须进行检查装置的气密性,
故答案为:检查装置的气密性;
(2)二氧化锰与浓盐酸加热产生氯气,反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;大试管内发生反应是氯气与氢氧化钠溶液的反应,反应方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(3)在制取氯气的反应中,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体;温度较高时,能够发生副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,
故答案为:除去Cl2中的HCl气体;防止溶液温度升高而发生副反应(其他合理答案仍得分);
(4)根据反应2KMnO4+16HCl(浓)═2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,不需要加热,所以图2中ad装置都可以,
故答案为:ad.
某实验小组的同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现反应结束后,试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质.倒去试管中的浓硫酸,将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有水的烧杯中,发现所得溶液为蓝色,同时仍有黑色固体.
(1)由上述实验可知,原试管底部的白色固体是______.
(2)小李同学认为CuO可能不溶于浓硫酸并猜测黑色固体为CuO,小王根据上述实验立即否定了小李的猜测,小王的依据是______.
(3)为探究黑色固体的组成,小组成员上网检查后获知黑色固体可能是CuS、Cu2S或它们的混合物,同时获知CuS、Cu2S分别都能被浓硝酸氧化为Cu2+和、CuS、Cu2S分别都能在空气中灼烧生成CuO和SO2.
①写出CuS溶于足量浓硝酸的化学方程式:______.
②将烧杯中黑色固体过滤并洗涤干净,加入浓硝酸,待固体溶解后再加入少量BaCl2溶液.该实验过程中,能说明黑色固体中含Cu、S两种元素的实验现象是______.
③若你是该实验小组成员,要进一步探究黑色固体到底是CuS、Cu2S还是它们的混合手,应如何设计实验?请简要叙述:______.
正确答案
(1)Cu与浓H2SO4的主反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,由于浓H2SO4过量且浓硫酸具有吸水性,故所得白色固体为CuSO4,故答案为:CuSO4;
(2)由于浓硫酸过量,CuO溶于稀硫酸,黑色固体不可能为CuO,故答案为:烧杯中含有稀硫酸,若含有氧化铜会溶解于稀硫酸中;
(3)①CuS溶于足量浓硝酸的化学方程式为:CuS+8HNO3=CuSO4+8NO2↑+4H2O,故答案为:CuS+8HNO3=CuSO4+8NO2↑+4H2O;
②将烧杯中黑色固体过滤并洗涤干净,加入浓硝酸,待固体溶解后再加入少量BaCl2溶液.该实验过程中,能说明黑色固体中含Cu、S两种元素的实验现象是,它溶于浓硝酸,溶液呈蓝色,说明含Cu2+,加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的沉淀BaSO4,原黑色沉淀中含S元素,含Cu、S两元素,可能为CuS也可能为Cu2S,
故答案为:所得溶液为蓝色,加入氯化钡溶液后有白色沉淀生成;
③要进一步探究黑色固体到底是CuS、Cu2S还是它们的混合物,可以利用将黑色固体在空气中充分灼烧然后比较反应前后固体质量的变化分析,2CuS+3O2=2CuO+SO2;Cu2S+2O2=2CuO+SO2,若反应后固体质量不变为Cu2S;若固体质量减小为CuS,
故答案为:将黑色固体在空气中充分灼烧然后比较反应前后固体质量的变化,若质量不变为Cu2S,若质量减小为CuS.
烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。
(1)利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示: 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,实验结果如下图所示。
①SO2浓度4.1 g/m3, 烟气流速55 mL/min
②SO2浓度4.1 g/m3, 烟气流速96 mL/min
③SO2浓度6.0 g/m3, 烟气流速96 mL/min
①根据图示实验结果,为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,下列措施正确的是___________。
A.降低通入含硫烟气的温度
B.减小通入含硫烟气的流速
C.减少天然海水的进入量
D.在天然海水中加入生石灰
②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3,使用空气中的氧气将其氧化,写出该反应的离子方程式_____________。
③该小组采用下图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设实验在标准 状况下进行):
上述装置组装连接的顺序是:原料气→____(填a、b、c、d、e)。下列试剂中(浓度、体积一定),可以用来代替试管中的碘一淀粉溶液的是____(填编号)。
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液 C.溴水 D.氨水
(2)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式:____。某电厂用煤300吨(煤中含硫质量分数为 2.5%),若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫,用石膏湿法烟气脱硫中有96% 的硫转化为石膏,则可生产石膏____吨。
正确答案
(1)①ABD
②2H2SO3+O2=4H++2SO42-
③cdbae ;AC
(2)2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·2H2O)+2CO2 ;38. 7
菠菜营养丰富,素有“蔬菜之王”的美称。民间流传:菠菜豆腐同食,易得结石。某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否能同食”等阃题进行了探究。
【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等,豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐。②人体结石的主要成分:草酸钙(CaC2O4) ③醋酸不与草酸钙反应,但能与碳酸钙反应生成可溶性盐。
【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是_____________________。
【探究一】菠菜中部分成分分析
(1)步骤③中加入足量的CaCl2溶液的目的是________________________。
(2)已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,醋酸的化学式用HAc表示,写出步骤④的化学反应方程式____________________,步骤②所需要的玻璃仪器是_______________________。
(3)白色沉淀B的化学式为________________________,由此可见菠菜豆腐不能同食。以下饮食观点正确的是__________(填字母)。
A.禁吃菠菜 B.高钙牛奶可与菠菜同食 C.菠菜烹饪前可用开水烫,可降低草酸盐含量
【探究二】某草酸钙晶体(CaC2O4·xH2O)热分解研究按下图示装置将草酸钙晶体样品高温加热,使其完全分解,对所得气体产物进行探究(假设装置中各试剂均足量)。
(4)①反应开始前通入氮气的目的是_______________。②装置B中硫酸铜粉末变蓝,说明产物中有________________,C、F 中澄清石灰水均变浑浊,E中CuO变红,说明产物还有_______________和____________,经检验A中残留固体为氧化物。③对上述装置从环保角度提一个改进建议___________________。
(5)某研究所利用SDTQ600热分析仪对草酸钙晶体(CaC2O4·xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量-分解温度的关系如下图。
①800℃以上时,固体成分的化学式为____________;
②计算CaC2O4·xH2O中的x=_________________;
③残留固体为CaC2O4时的温度范围为________________;写出固体质量由12.8g变为10.0g时的化学方程式______________________。
正确答案
菠菜中草酸盐与豆腐中钙盐反应生成草酸钙
(1)使溶液M中的草酸盐、碳酸盐完全沉淀
(2)CaCO3+2HAc=Ca(Ac)2+H2O+CO2↑;漏斗、烧杯、玻璃棒
(3) CaC2O4;C
(4)①排尽装置内的空气(防止CO还原CuO时发生爆炸);②H2O、CO2、CO;③在装置F后增加尾气处理装置
(5)①CaO;②1;③200-400℃;CaC2O4CaCO3+CO↑
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:v(p-CP)=________mol·L-1·s-1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从
Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:______________________________。
(4)实验③得出的结论是:PH等于10时,__________________________。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:_____________________________
正确答案
(1)
(2)8.0×10-6 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。
(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)
(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中,使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)
为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体,设计了如图所示实验装置,a、b、c为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。
请回答下列问题
(1)装置A、D中发生反应的化学方程式为_________________;_________________。
(2)实验前欲检查装置A的气密性,可以采取的操作是_________________;
(3)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快,因此设计了虚框部分的装置,则正确的操作顺序是_________________(用操作编号填写)
①向A装置中加入浓硫酸,加热,使A中产生的气体进入气囊B,当气囊中充入一定量气体时,停止加热;
②待装置A冷却,且气囊B的体积不再变化后,关闭止水夹a,打开止水夹b,慢慢挤压气囊,使气囊B中气体慢慢进入装置C中,待达到实验目的后,关闭止水夹b;
③打开止水夹a和c,关闭止水夹b;
(4)实验时,装置C中的现象为_________________;
(5)当D中产生_________________现象时,可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2,而不是SO2;
(6)装置D的作用为_________________。
正确答案
(1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI
(2)关闭分液漏斗的活塞,打开止水夹a和b,关闭止水夹c,用手捂热(或微热)圆底烧瓶A,若C中有气泡冒出,移开手掌(或热源)后,C处导管内有水上升,则证明A装置的气密性良好
(3)③①②
(4)品红溶液褪色
(5)进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变
(6)除去SO2并检验SO2已被除净
已知浓硫酸具有强氧化性,可与炭粉反应。
(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式:___ 。
(2)试用如图所示装置设计一个实验来验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序是(填编号) ____→_____→_____→_______
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶溶液不褪色。 A瓶溶液的作用是________; B瓶溶液的作用是________; C瓶溶液的作用是________。
(4)装置②中所加固体药品是___,可确定的产物是____。确定装置②在整套装置中的位置,理由是____。
(5)③中所盛溶液是___,可验证的产物是___。
正确答案
(1)C+2H2SO4 (浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(2)④ ;② ;① ;③
(3)检验SO2的存在 ;除去多余的SO2;检验SO2是否完全除去
(4) CuSO4粉末 ;H2O ;①③能从水溶液中带出H2O,所以应放于①③之前,以验证H2O的存在
(5)澄清石灰水 ;CO2
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