- 铜金属及其重要化合物的主要性质
- 共27题
CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空:
(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸,在铜粉溶解时可以观察到的实验现象:________、________。
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是________,除去这种杂质的实验操作称为________。
(3)已知:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4
称取0.1000 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中,加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点,耗用盐酸20.16 mL,则0.1000 g该试样中含CuSO4·5H2O________g。
(4)上述滴定中,滴定管在注入盐酸之前,先用蒸馏水洗净,再用________。
在滴定中,准确读数应该是滴定管上蓝线________所对应的刻度。
(5)如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量,完成下列步骤:
①________②加水溶解③加氯化钡溶液,沉淀④过滤(其余步骤省略)
在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作是________。
(6)如果1.040 g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015 g,而实验测定结果是l.000 g 测定的相对误差为________。
某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:
Ⅰ. 将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;
Ⅱ. 待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;
Ⅲ. 冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。
(1)步骤Ⅱ产生的气体是______。
(2)步骤Ⅲ中,“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是______。
(3)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:
查阅文献:检验微量Cu2+的方法是:向试液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+。
① 将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,未见明显现象,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,产生红褐色沉淀。
② 将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未见红褐色沉淀。
由该检验过程所得结论是 。
(4)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:
① 现象2说明黑色沉淀具有______性。
② 产生红棕色气体的化学方程式是______。
③ 能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是 ,相应的离子方程式是 。
④ 为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验是_____。
(5)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是______。
下图是研究铜与浓硫酸的反应装置:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为 。
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是 。
(4)如将B试管换成D试管,并从直立导管中向BaCl2溶液中通入另一种气体,产生白色沉淀,则气体可以是 、 。(要求填一种化合物和一种单质的化学式;如有需要,可加装防倒吸装置。)
(5)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
仅由上述资料可得出的正确结论是 。
a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L
d.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
11.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,欲对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第( )周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为()。
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 ( )。
A.降低了反应的活化能
B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变
D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为( )。
(5)题11图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。
腐蚀过程中,负极是 ( )(填图中字母“a”或“b”或“c”;
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为( );
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为( ) L(标准状况)。
(1)下列分子中,属于非极性的是_______。
A. SO2
B. BeCl2
C. BBr3
D. COCl2
(2)铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:
1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为_______;
2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______;
3)SO42-的立体构型是_______,其中S原子的杂化轨道类型是_______;
4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au原子最外层电子排布式为_______;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______;该晶体中,原子之间的作用力是_______;
5)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_______。
向27.2Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO 和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是
碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】是一种用途广泛的化工原料,实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下:
步骤一:废铜屑制硝酸铜
如图,用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液。
步骤二:碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品。
完成下列填空:
(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式。
(2)上图装置中NaOH溶液的作用是__。反应结束后,广口瓶内的溶液中,除了含有NaOH外,还有____(填写化学式)。
(3)步骤二中,水浴加热所需仪器有____、__(加热、夹持仪器、石棉网除外);洗涤的目的是____。
(4)步骤二的滤液中可能含有CO32-,写出检验CO32-的方法。
(5)影响产品产量的主要因素有____。
(6)若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质),取此样品加热至分解完全后,得到1.80 g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是____。
某小组对Cu与浓HNO3的反应进行研究。记录如下:
Ⅰ.Cu与浓HNO3反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。
乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是 。
(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。
进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。
则以上两步操作对应的现象分别是______、______。
(3)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
i.溶有NO2的浓HNO3呈黄色;水或稀HNO3中通少量NO2溶液呈无色。
ii.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2O=HNO3+HNO2;
HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
ⅲ.NO2能与Cu2+反应:Cu2+ (蓝色) +4NO2
Cu(NO2)42
(绿色)
据此,丙进一步假设:
① 可能是A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
② 可能是A中生成了Cu(NO2)42使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
① 亚硝酸分解的化学方程式是______。
② 请用平衡原理解释加入稀H2SO4后绿色溶液变蓝的原因:______。
③ 根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是______,
请依据实验现象阐述理由: 。
氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下。
按要求回答下列问题:
(1)操作①的名称是_________,检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是_________。操作②需在氯化氢气流中经过加热浓缩、_________、过滤、洗涤、干燥。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是_________;
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质, X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a.NaOH
b.NH3·H2O
c.CuO
d.CuSO4
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:___________。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→___________、___________→___________、___________→___________、___________→___________。实验开始前要进行一步重要操作,其操作名称是___________。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是___________。
③反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为___________。
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