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题型:简答题
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简答题

某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4·5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2,反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g,其中铜的质量分数为x,试回答下列。

(1)所得硫酸铜晶体的质量y为:                       g(用x表示);

(2)若x =0.4,混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为:           

(3)若x=0.4,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4·5H2O,试求原混酸中H2SO4的质量分数。

正确答案

(1)375x + 1500   (2)1∶3.3    

(3)n(Cu)=

n(CuO)=

m(H2SO4)=(3mol+3.6mol)×98g/mol=646.8g

m(NO)="2/3" n(Cu)×30g/mol=60g

ω(H2SO4)=

(结果在52%-53%不扣分,其余不给分)

考查根据方程式进行的有关计算。

(1)根据铜原子守恒可知,生成硫酸铜晶体的质量是=375x + 1500。

(2)X=0.4,则铜和氧化铜的物质的量分别是n(Cu)=

n(CuO)=

根据原子守恒可知,硫酸的物质的量是3mol+3.6mol=6.6mol

根据电子得失守恒可知,硝酸的物质的量是

所以混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为1∶3.3

(3)见答案。

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题型:简答题
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简答题

(10分)SO2是一种大气污染物,某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法,设计如下方案:

⑴ B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液,则B中所盛试剂为______________,C中反应的离子方程式为:____________________________________________。

⑵为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是:____________________________________________________(任写一点即可)。

⑶ E中用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH、SO32、SO42、HSO3等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为:小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2mol/L盐酸、2mol/L HNO3、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO32和HSO3,完成下表的实验操作、预期现象和结论:

正确答案

⑴品红溶液 (1分)  

SO2 + I2 + 2H2O = SO42 +2I + 4H+(2分,电荷不守恒0分;化学式任错一个0分)

⑵①不用加热,安全性能高。②易于控制反应进行,反应更充分。(任写一个,合理答案均给1分)

(1)根据C和D中的试剂可知,碘水是检验SO2的还原性的,而H2S是检验SO2的氧化性的,所以装置B是检验SO2的漂白性的,盛放的试剂是品红溶液。碘水氧化SO2的离子方程式是SO2 + I2 + 2H2O = SO42 +2I + 4H+

(2)根据装置的特点可判断,和装置A相比,其优点是①不用加热,安全性能高。②易于控制反应进行,反应更充分。

(3)由于亚磷酸盐能和和乙酸反应生成SO2,而SO2可以使品红溶液褪色,据此可以鉴别SO32-;亚硫酸氢盐一般易溶于水,所以如果滤液中加入氢氧化钡能生成白色沉淀,即能证明溶液中含有HSO3-。所以正确的操作是

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题型:填空题
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填空题

(6分)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2.

(1) 在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是                        

①由上表判断NaHSO3溶液显          性,用化学平衡原理解释:         

②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):          

a.c(Na) = 2c(SO32)+c(HSO3)

b.c(Na)>c(HSO3)>c(SO32)>c(H) = c(OH)

c.c(Na)+c(H)=c(SO32)+c(HSO3)+c(OH)

正确答案

(6分)(1)  SO2+2OH= SO32+H2O   

(2)酸    HSO3-存在:HSO3-SO32-+H+和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度强于水解程度    ab

试题分析:(1)氢氧化钠是强碱,SO2是酸性氧化物,能被氢氧化钠溶液吸收,反应的化学方程式是SO2+2OH= SO32+H2O。

(2)①在NaHSO3-液中存在:HSO3-SO32-+H+和HSO3-+H2OH2SO3+OH-。根据表中的数据可知,在SO32和HSO3的物质的量是1︰1的条件下,溶液是显酸性的,这说明HSO3的电离程度大于SO32和HSO3的水解程度,因此溶液是显酸性的,所以NaHSO3溶液显酸性。

②根据电荷守恒可知,c(Na)+c(H)=2c(SO32)+c(HSO3)+c(OH),所以如果溶液显中性,则c(H) = c(OH),c(Na) = 2c(SO32)+c(HSO3),a正确,c不正确;由于不论是水解还是电离,其程度都是很弱的,所以b也是正确的,答案选ab。

点评:在判断离子浓度大小时,应该利用好电荷守、物料守恒和质子守恒等基本定律。

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题型:简答题
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简答题

某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了下图所示装置进行有关实验:

(1)先关闭活塞a,将6.4 g铜片和10 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成,发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。

①写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式:

打开活塞a之前___________________________________________________;

打开活塞a之后___________________________________________________。

②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶内的导管未画全,请直接在图上把导管补充完整。

(2)实际上,在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量,甲、乙两学生进行了如下设计:

①甲学生设计的方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中的试剂为______________________(填化学式)。

②乙学生设计的方案是:将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释,并按正确操作配制100 mL溶液,再取20 mL于锥形瓶中,用________作指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知:Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5],选择该指示剂的理由为__________________________________________________;再求出余酸的物质的量,若耗去a mol/L氢氧化钠溶液b mL,则原余酸的物质的量为________mol(用含a、b的表达式来表示)。

正确答案

(1)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O ②

(2)①饱和NaHSO3 ②甲基橙 Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5,若用酚酞作指示剂时溶液中的Cu2会和NaOH反应,Cu(OH)2的蓝色会干扰滴定终点的正确判断

(1)①浓硫酸具有强氧化性,加热条件下与Cu反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;有O2存在时,Cu与稀硫酸发生反应:2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。

②SO2的密度大于空气的密度,用向上排空气法收集,所以B装置中导管应长进短出。

(2)①用排液体法测气体体积,为了减小误差,气体的溶解度应尽可能的小,选择饱和NaHSO3溶液。

②由于Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5,应选择变色范围接近的指示剂,以减小滴定误差,故选择甲基橙作指示剂。设余酸的物质的量为n,消耗NaOH的物质的量为:a mol/L×b×10-3 L=ab×10-3 mol。

H2SO4 + 2NaOH=Na2SO4+2H2O

 1     2

   ab×10-3 mol

故n= mol,即原余酸的物质的量为 mol。

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简答题

I、二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。

(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-l价)在高温下和氧气反应制备SO2

,该反应中被氧化的元素是________(填元素符号)。

(2)一化学研究性学习小组设计用如下装置验证二氧化硫的化学性质.

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为________________________________。

②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:

方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成

方案Ⅱ:向第二份溶液加入品红溶液,红色褪去

方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaC!:溶液,产生白色沉淀上述方案合理的是方案______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子反应方程式为____________________。

③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时,溶液中c(Na+)=________________(用含硫元素微粒浓度的代数式表示)。

Ⅱ、另一化学研究性学习小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。

步骤一:电解精制:

电解时,粗铜应与电源的______极相连。阴极上的电极反应式为____________。

步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:

稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请写出该反应的离子方程式:

____________________________________________________________。

正确答案

Ⅰ(1)Fe   S

(2)①试管a中出现淡黄色浑浊      ②Ⅲ    SO2 + Cl2 +2H2O = 4H+ + SO42- + 2Cl-   (3分)

③2c(SO32-)+ c(HSO3-

Ⅱ、步骤一: 正       Cu2+ + 2e- = Cu

步骤二: 3Ag + 4H+ + NO3- = 3Ag+ + NO↑+2H2O   (3分)

试题分析:

I、(1)氧化还原反应4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3中,化合价升高的Fe、S元素在反应中被氧化;

(2)①二氧化硫具有氧化性,可以和最低价的硫化钠发生氧化还原反应,生成淡黄色的沉淀S,

②方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能是氯水中氯离子产生的作用,

方案Ⅱ:向第二份溶液加入品红溶液,红色褪去,可以是氯水中含有的漂白性物质次氯酸起的作用;

方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明溶液汇总出现硫酸根离子,是二氧化硫在酸性环境下和氯水反应生成的,即SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-

③将二氧化硫通入到盛有氢氧化钠的试管c中,所得溶液中存在电荷守恒:

c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),溶液显示中性,所以:

c(H+)=c(OH-),此时:c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),

Ⅱ、步骤一、粗铜应该与电源的正极相连,让粗铜失电子。

步骤二、稀硝酸与银反应,生成一氧化氮。

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