- 比色法
- 共1072题
据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans 的细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿（CuFeS2）氧化成硫酸盐，发生的反应为：4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
（1）CuFeS2中的Fe的化合价为+2，则被氧化的元素为______（填元素名称）
（2）工业生产中利用上述反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO4•5H2O）：
①分析下列表格（其中Ksp是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数）：
步骤一应调节溶液的pH范围是______，请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因______
②步骤三中的具体操作方法是______
（3）工业上冶炼铜的方法之一为：
Cu2S（s）+2Cu2O（s）=6Cu（s）+SO2（g）△H
已知：①2Cu（s）+
②2Cu（s）+S（s）=Cu2S（s）△H=-79.5kJ/mol
③S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296.8kJ/mol
则该法冶炼铜的反应中△H=______．
正确答案
解：（1）在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O反应中，CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价，硫从-2价变为产物中的+6价，Fe和CuFeS2中的S化合价升高，在反应中被氧化，故答案为：Fe和CuFeS2中的S；
（2）①该实验的目的是制备胆矾（CuSO4•5H2O），需除去杂质三价铁离子，所以调节溶液的pH使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全，而铜离子不能沉淀，所以步骤一应调节溶液的pH范围是3.2≤pH＜4.7，加入CuO，CuO与H+反应使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中c（Fe3+）•c3（OH-）＞Ksp[Fe（OH）3]，导致Fe3+生成沉淀而除去，
故答案为：3.2≤pH＜4.7；加入CuO与H+反应使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中c（Fe3+）•c3（OH-）＞Ksp[Fe（OH）3]，导致Fe3+生成沉淀而除去；
②CuSO4溶解度受温度影响较大，将硫酸铜溶液蒸发浓缩后，将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温，得到硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
（3）①2Cu（s）+
故答案为：-193.3kJ•mol-1．
解析
解：（1）在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O反应中，CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价，硫从-2价变为产物中的+6价，Fe和CuFeS2中的S化合价升高，在反应中被氧化，故答案为：Fe和CuFeS2中的S；
（2）①该实验的目的是制备胆矾（CuSO4•5H2O），需除去杂质三价铁离子，所以调节溶液的pH使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全，而铜离子不能沉淀，所以步骤一应调节溶液的pH范围是3.2≤pH＜4.7，加入CuO，CuO与H+反应使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中c（Fe3+）•c3（OH-）＞Ksp[Fe（OH）3]，导致Fe3+生成沉淀而除去，
故答案为：3.2≤pH＜4.7；加入CuO与H+反应使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中c（Fe3+）•c3（OH-）＞Ksp[Fe（OH）3]，导致Fe3+生成沉淀而除去；
②CuSO4溶解度受温度影响较大，将硫酸铜溶液蒸发浓缩后，将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温，得到硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
（3）①2Cu（s）+
故答案为：-193.3kJ•mol-1．
（2）产品结晶前，可以加入几粒成品的查尔酮，其作用是______．
（3）结晶完全后，需抽滤收集产物．抽滤装置所包含的仪器除
减压系统外还有______、______（填仪器名称）．
（4）获得的深色粗产品加入活性炭，以95%乙醇重结晶．加入活性炭的作用是______．
正确答案
放热
冰水浴冷却
提供晶种，加速结晶
吸滤瓶
布氏漏斗
吸附脱色
解析
解：（1）控制滴加速度使反应温度维持在25～30℃，说明该反应放热，所以该反应是放热反应；如果温度过高，可采取冰水浴冷却的方法；
故答案为：放热；冰水浴冷却；
（2）成品的查尔酮，为晶体，可以起到提供晶种，加速结晶的作用；
故答案为：提供晶种，加速结晶；
（3）抽滤装置需要吸滤瓶、布氏漏斗；故答案为：吸滤瓶；布氏漏斗；
（4）活性炭表面积大，具有较强的吸附性，所以加入活性炭的作用是：吸附脱色；
故答案为：吸附脱色．
乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸，该酸广泛存在于多种植物的细胞膜内，其晶体通常含有结晶水（H2C2O4•2H2O），晶体的熔点为101.5℃，无水草酸的熔点为189.5℃．草酸易升华，其在157℃时大量升华，并开始分解，分解产物为CO、CO2、H2O．某研究性学习小组的同学决定对草酸的分解反应进行探究，设计出如下实验验证乙二酸的分解并测定其分解率，操作步骤如下：
①先把乙二酸晶体放在烘箱中进行烘烤，去掉结晶水，备用．
②按如图连接好装置．
③检查装置的气密性．
④打开活塞a，通入H2一会儿，再关闭a；点然酒精灯b、c．
⑤当C装置中固体消失后，停止加热
⑥打开活塞a，继续通入H2，直至冷却．
试回答下列问题：
（1）装置A的作用______，B的作用______；装置E的作用______．
（2）检验该套装置的气密性的方法是______．
（3）若分解结束后，不再通入氢气，会使所测的乙二酸的分解率______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）可以代替装置G的方法是______．
（5）若称取H2C2O4（烘干）的质量为4.5g，实验结束后，称得D、E、F分别增重0.95g、0.40g、1.98g，则乙二酸的分解率为______．
正确答案
解：（1）用氢气将产生的气体吹入各个吸收装置中，所以装置A的作用：产生氢气先排出装置内的CO2、后将分解生成的CO2全部排入F中，因从启普发生器制得的氢气中含有水蒸气，必须除去，装置B的作用是干燥H2（或除去氢气中混有的水蒸气）；乙二酸为有机物，加热会挥发出少量蒸气，E装置使气化的乙二酸蒸汽冷却为固体，避免干扰实验，
故答案为：产生氢气先排出装置内的CO2、后将分解生成的CO2全部排入F中；干燥H2（或除去氢气中混有的水蒸气）；使气化的乙二酸蒸汽冷却为固体，避免干扰实验；
（2）因该套装置使用的仪器较多，且多处有导管通入液体中，可打开启普发生器的活塞a，产生氢气，通过B、E、F瓶有无气泡产生，可检验其气密性，
故答案为：打开启普发生器的活塞a，观察B、E、F瓶中是否有气泡产生，若有气泡产生，说明不漏气，气密性良好；
（3）因通入H2的目的是使乙二酸分解产生的气体全部通入D、E、F装置，避免少量分解产生的气体滞留于装置C中．不用装置A、B，则D、E、F装置增加的质量将减小，所得到的分解率减少，
故答案为：减小；
（4）因最后所得的气体为CO，有毒不能排入大气中，除点燃法外，可以用气囊（或球）收集起来，
故答案为：用气囊（或球）收集起来；
（5）因H2C2O4
故答案为：90%．
解析
解：（1）用氢气将产生的气体吹入各个吸收装置中，所以装置A的作用：产生氢气先排出装置内的CO2、后将分解生成的CO2全部排入F中，因从启普发生器制得的氢气中含有水蒸气，必须除去，装置B的作用是干燥H2（或除去氢气中混有的水蒸气）；乙二酸为有机物，加热会挥发出少量蒸气，E装置使气化的乙二酸蒸汽冷却为固体，避免干扰实验，
故答案为：产生氢气先排出装置内的CO2、后将分解生成的CO2全部排入F中；干燥H2（或除去氢气中混有的水蒸气）；使气化的乙二酸蒸汽冷却为固体，避免干扰实验；
（2）因该套装置使用的仪器较多，且多处有导管通入液体中，可打开启普发生器的活塞a，产生氢气，通过B、E、F瓶有无气泡产生，可检验其气密性，
故答案为：打开启普发生器的活塞a，观察B、E、F瓶中是否有气泡产生，若有气泡产生，说明不漏气，气密性良好；
（3）因通入H2的目的是使乙二酸分解产生的气体全部通入D、E、F装置，避免少量分解产生的气体滞留于装置C中．不用装置A、B，则D、E、F装置增加的质量将减小，所得到的分解率减少，
故答案为：减小；
（4）因最后所得的气体为CO，有毒不能排入大气中，除点燃法外，可以用气囊（或球）收集起来，
故答案为：用气囊（或球）收集起来；
（5）因H2C2O4
故答案为：90%．
填写下列空白：
（1）滴加盐酸时，发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快，其原因是______．
（2）烧杯内放过量稀HNO3的原因是______（用离子方程式表示）．
（3）整个实验过程中，弹簧夹a都必须打开，除为排出产生的气体外，另一个目的是______．
（4）乙同学对该实验进行了改进，他是用空烧杯盛接滤液，加入适当的试剂，然后在HC1的气流中、一定温度下蒸发、浓缩、降温结晶而得到纯净的FeCl3•6H2O，你认为加入的试剂可以是______．（填序号）
①适量氯气②适量过氧化氢和稀盐酸③酸性高锰酸钾溶液④氢氧化钠溶液．
正确答案
废铁屑中的不溶性杂质与Fe在盐酸中构成原电池，加快了反应速率
3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O
使装置内部与外界大气相通，便于A中液体流下
①②
解析
解：（1）废铁屑（含少量铜杂质）加盐酸后，Cu与铁形成Fe-Cu原电池使反应速率加快，
故答案为：废铁屑中的不溶性杂质与Fe在盐酸中构成原电池，加快了反应速率；
（2）过量的稀HNO3保证使Fe2+ 全部氧化成Fe3+；反应的离子方程式是3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；
（3）整个实验过程中，弹簧夹a都必须打开，则装置与大气相同，使分液漏斗中的酸可滴入A中，故答案为：使装置内部与外界大气相通，便于A中液体流下；
（4）把氯化亚铁氧化为氯化铁，同时不能引入杂质，所以选用适量过氧化氢或通入氯气直接氧化Fe2+，故答案为：①②．
KClO3在农业上用作除草剂，超细CaCO3 广泛用于消光纸、无炭复写纸等．某同学在实验室模拟工业过程，利用制乙炔产生的残渣制备上述两种物质，过程如下：
Ⅰ．电石
①电石与水反应的化学方程式是______．
②残渣中主要成分是Ca（OH）2和______．
Ⅱ．将Ⅰ中的部分灰浆配成浊液，通入Cl2，得到Ca（ClO3）2与CaCl2物质的量之比为1：5的溶液，反应的化学方程式是______．
Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入KCl，发生复分解反应，经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得KClO3 晶体．你认为能得到KClO3 晶体的原因是______．
Ⅳ．将Ⅰ中的残渣溶于NH4Cl溶液，加热，收集挥发出的气体再利用．向所得CaCl2溶液中依次通入NH3、CO2，便可获得超细CaCO3，过程如下：
①根据沉淀溶解平衡原理，解释残渣中难溶盐的溶解原因______．
②CaCl2溶液中通入两种气体后，生成超细CaCO3的化学方程式是______．
③图示的溶液A可循环使用，其主要成分的化学式是______．
正确答案
解：Ⅰ．①实验室常用碳化钙固体（俗称电石，化学式为CaC2）与水反应制备乙炔，同时生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为CaC2+2H2O═Ca（OH）2+C2H2↑，
故答案为：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2↑；
②氢氧化钙能够和空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钙和水，CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O，所以残渣中主要成分是Ca（OH）2和CaCO3，故答案为：CaCO3；
Ⅱ．由题意可知反应物为氯气和氢氧化钙，生成物为Ca（ClO3）2、CaCl2和H2O，氯元素从0价变为Ca（ClO3）2中+5价，两个氯原子失10个电子，氯元素从0价变为CaCl2中-1价，两个氯原子得到2个电子，所以氯化钙前得系数为5，氯酸钙前的系数为1，再根据原子守恒就可得到反应的化学方程式为：6Cl2+6Ca（OH）2=Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O，
故答案为：6Cl2+6Ca（OH）2═5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O；
Ⅲ．根据复分解反应的定义，两种化合物相互交换成分，KCl与Ca（ClO3）2能发生复分解反应，说明KClO3在常温下溶解度较小，故可结晶析出，得到其固体，
故答案为：KClO3的溶解度小；
Ⅳ．①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，碳酸钙虽难溶，但在水中存在电离，CaCO3（s）═Ca2++CO32-，加入NH4Cl溶液，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解，
故答案为：CaCO3（s）═Ca2++CO32-，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解；
②由流程图可以看出，反应物为氨气和二氧化碳和氯化钙和水，生成物为碳酸钙和氯化铵，用观察法配平，碳酸钙后面标上沉淀符号，其反应的化学方程式为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl，
故答案为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl；
③加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐，根据②CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl，故答案为：NH4Cl．
解析
解：Ⅰ．①实验室常用碳化钙固体（俗称电石，化学式为CaC2）与水反应制备乙炔，同时生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为CaC2+2H2O═Ca（OH）2+C2H2↑，
故答案为：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2↑；
②氢氧化钙能够和空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钙和水，CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O，所以残渣中主要成分是Ca（OH）2和CaCO3，故答案为：CaCO3；
Ⅱ．由题意可知反应物为氯气和氢氧化钙，生成物为Ca（ClO3）2、CaCl2和H2O，氯元素从0价变为Ca（ClO3）2中+5价，两个氯原子失10个电子，氯元素从0价变为CaCl2中-1价，两个氯原子得到2个电子，所以氯化钙前得系数为5，氯酸钙前的系数为1，再根据原子守恒就可得到反应的化学方程式为：6Cl2+6Ca（OH）2=Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O，
故答案为：6Cl2+6Ca（OH）2═5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O；
Ⅲ．根据复分解反应的定义，两种化合物相互交换成分，KCl与Ca（ClO3）2能发生复分解反应，说明KClO3在常温下溶解度较小，故可结晶析出，得到其固体，
故答案为：KClO3的溶解度小；
Ⅳ．①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，碳酸钙虽难溶，但在水中存在电离，CaCO3（s）═Ca2++CO32-，加入NH4Cl溶液，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解，
故答案为：CaCO3（s）═Ca2++CO32-，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解；
②由流程图可以看出，反应物为氨气和二氧化碳和氯化钙和水，生成物为碳酸钙和氯化铵，用观察法配平，碳酸钙后面标上沉淀符号，其反应的化学方程式为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl，
故答案为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl；
③加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐，根据②CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl，故答案为：NH4Cl．
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