铜是生活中常见的金属,以铜为原料进行如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备
(1)利用铜与浓硫酸反应制备,下列装置适宜的是_______ (填装置标号),该装置内发生反应的化学方程式为_______ 。
(2)反应后,发生装置中有黑色物质生成,溶液颜色呈灰蓝色,原因是_______ 。
Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应速率的影响
向溶液中滴加硫酸溶液,将光洁无锈的铜丝置于其中,铜丝表面产生气泡并逐渐变多,剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为,查阅资料发现是催化分解的结果。
(3)写出生成的离子方程式:_______ 。
(4)学习小组提出猜想:升高温度,催化能力增强。该小组设计如下实验验证猜想。
①小组同学认为实验1~3的结果不能证明猜想成立,理由是_______ 。
②为进一步验证猜想,补充实验4~6的方案_______ (填在表中横线处)。小组同学结合实验1~6,判断猜想成立,依据是_______ 。
Ⅰ.制备
(1)利用铜与浓硫酸反应制备,下列装置适宜的是
(2)反应后,发生装置中有黑色物质生成,溶液颜色呈灰蓝色,原因是
Ⅱ.探究温度对铜与过氧化氢反应速率的影响
向溶液中滴加硫酸溶液,将光洁无锈的铜丝置于其中,铜丝表面产生气泡并逐渐变多,剩余溶液呈蓝色。经检验产生的气体为,查阅资料发现是催化分解的结果。
(3)写出生成的离子方程式:
(4)学习小组提出猜想:升高温度,催化能力增强。该小组设计如下实验验证猜想。
实验序号 | 溶液/ | 溶液/ | 水/ | 水浴温度/ | 内生成的平均速率/ |
1 | 10 | 1 | 1 | 20 | 2.4 |
2 | 10 | 1 | 1 | 30 | 9 |
3 | 10 | 1 | 1 | 40 | 90 |
4 | 10 | 0 | 2 | 20 | |
5 | _____ | _______ | _______ | _______ | |
6 | 10 | 0 | 2 | 40 |
②为进一步验证猜想,补充实验4~6的方案
更新时间:2023-01-14 11:48:12
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【推荐1】硫酸铜可应用于电镀、颜料、医药、农药等方面。下图是探究铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的实验装置图:
完成下列填空:
(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式_________ 。写出图中虚线框内装置的作用__________ 、_________ 。
(2)实验结束后,烧瓶中有白色固体生成。写出检验烧瓶中此白色固体是CuSO4的简便的方法__________ 。
(3)实验中,若反应条件控制不当,则会有少量黑色难溶物CuS、Cu2S固体生成。取此黑色固体样品ag,隔绝空气加热,发生2CuSCu2S+S,充分反应后得到bgCu2S,则CuS的质量分数ω=_________ (用含a、b的代数式表示)。加热温度过高,会有部分Cu2S分解生成Cu,则ω________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
完成下列填空:
(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式
(2)实验结束后,烧瓶中有白色固体生成。写出检验烧瓶中此白色固体是CuSO4的简便的方法
(3)实验中,若反应条件控制不当,则会有少量黑色难溶物CuS、Cu2S固体生成。取此黑色固体样品ag,隔绝空气加热,发生2CuSCu2S+S,充分反应后得到bgCu2S,则CuS的质量分数ω=
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解题方法
【推荐2】某化学学习小组为了探究铁质材料碳素钢(仅含有C和Fe)和浓硫酸反应的气体产物,利用下列装置(部分夹持仪器已省略)进行了如下实验探究活动:
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为_______ 。
(2)能证明实验生成SO2的实验现象为_______ ;SO2进入装置C中被氧化为,被还原为Mn2+,试写出该反应的离子方程式:_______ 。
(3)实验过程中观察到G中无水硫酸铜由白色变成蓝色,F中发生反应的化学方程式为_______ ;产生该气体的原因为_______ 。
(4)若装置D中澄清石灰水变浑浊,装置H中澄清石灰水未变浑浊,再结合(3)推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体中除了含有SO2外,还有_______ (填化学式);铁质材料中碳与浓硫酸反应的化学方程式为_______ 。装置H后增加装置I的目的是_______ 。
(5)称量23 g该材料进行实验,完全反应后,装置D与E的总质量增加0.44 g(忽略水的干扰),则原碳索钢中铁的质量分数为_______ (结果保留两位小数)。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为
(2)能证明实验生成SO2的实验现象为
(3)实验过程中观察到G中无水硫酸铜由白色变成蓝色,F中发生反应的化学方程式为
(4)若装置D中澄清石灰水变浑浊,装置H中澄清石灰水未变浑浊,再结合(3)推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体中除了含有SO2外,还有
(5)称量23 g该材料进行实验,完全反应后,装置D与E的总质量增加0.44 g(忽略水的干扰),则原碳索钢中铁的质量分数为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
已知:在酸性条件下硝酸根离子具有氧化性。
实验操作和现象:
(1)A中反应的化学方程式是___________ 。
(2)C中白色沉淀是___________ (填化学式,下同)。
(3)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是___________ ;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是___________ 。
②进行实验,B中现象:
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,请写出乙中产生少量白色沉淀的离子方程式:___________ 。
(4)合并(3)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,根据甲、乙同学的实验目的可得出的结论是___________ 。
已知:在酸性条件下硝酸根离子具有氧化性。
实验操作和现象:
操作 | 现象 |
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热 | A中有白雾生成,铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失 |
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭 | |
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸 | 尚未发现白色沉淀溶解 |
(1)A中反应的化学方程式是
(2)C中白色沉淀是
(3)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是
②进行实验,B中现象:
甲 | 大量白色沉淀 |
乙 | 少量白色沉淀 |
(4)合并(3)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,根据甲、乙同学的实验目的可得出的结论是
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解答题-工业流程题
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【推荐1】胆矾是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料,现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾。有人设计了如下流程:
pH值控制可参考下列数据
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A可选用__ (填字母)
a.稀H2SO4b.浓H2SO4、加热c.浓FeCl3溶液d.浓HNO3
(2)Ⅰ中加H2O2的目的__ 。
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是__ ,其优点是__ 。
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为__ 。
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了__ 。
pH值控制可参考下列数据
物质 | 开始沉淀时的pH值 | 完全沉淀时的pH值 |
氢氧化铁 | 2.7 | 3.7 |
氢氧化亚铁 | 7.6 | 9.6 |
氢氧化铜 | 5.2 | 6.4 |
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A可选用
a.稀H2SO4b.浓H2SO4、加热c.浓FeCl3溶液d.浓HNO3
(2)Ⅰ中加H2O2的目的
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料,在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO2)制备锰酸锂,生产流程如下:
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
(1)软锰矿水磨浆化处理的作用是________ 。
(2)SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图,为提高含硫烟气中SO2的吸收率,可以采取的措施_______ (举一例)。
(3)滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、________ (填离子符号)。
(4)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程如下:
①升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2,同时生成固体A,此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多,可能原因是________ ;
②升温到566℃时,MnO2开始分解产生另一种气体X,X恰好与①中产生的CO2物质的量相等,同时得到固体B。请写出此过程反应的化学方程式________ ;
③升温到720℃时,第三阶段反应开始,固体质量逐渐增加,当质量不再增加时,得到高纯度的锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式_______ 。
(5)请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]:边搅拌边向滤液1中______ 。(实验中须用到的试剂有:NaOH溶液、H2O2、CO2)
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 3.4 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 4.7 | 9.8 |
(1)软锰矿水磨浆化处理的作用是
(2)SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图,为提高含硫烟气中SO2的吸收率,可以采取的措施
(3)滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、
(4)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程如下:
①升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2,同时生成固体A,此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多,可能原因是
②升温到566℃时,MnO2开始分解产生另一种气体X,X恰好与①中产生的CO2物质的量相等,同时得到固体B。请写出此过程反应的化学方程式
③升温到720℃时,第三阶段反应开始,固体质量逐渐增加,当质量不再增加时,得到高纯度的锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式
(5)请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]:边搅拌边向滤液1中
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃, 遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可用下图装置由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
简要步骤如下:实验开始时,关闭K1,打开K2、K3,通入一段时间的氯气,直至三颈烧瓶中充满黄绿色气体,关闭K3,打开K1,打开分液漏斗塞子,向烧瓶中滴入适量稀硝酸;待装置C中某一现象发生时,关闭K2,打开K3,在三颈烧瓶中制备亚硝酰氯。
请回答:
(1)仪器a的名称是___________ ,装置B的作用是___________ 。
(2)步骤划线处,装置C出现的现象是___________ 。
(3)该实验用高锰酸钾和浓盐酸来制取氯气,写出该反应的离子方程式:___________ 。
(4)写出亚硝酰氯与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠的化学方程式:___________ 。
(5)不列说法不正确的是___________
简要步骤如下:实验开始时,关闭K1,打开K2、K3,通入一段时间的氯气,直至三颈烧瓶中充满黄绿色气体,关闭K3,打开K1,打开分液漏斗塞子,向烧瓶中滴入适量稀硝酸;待装置C中某一现象发生时,关闭K2,打开K3,在三颈烧瓶中制备亚硝酰氯。
请回答:
(1)仪器a的名称是
(2)步骤划线处,装置C出现的现象是
(3)该实验用高锰酸钾和浓盐酸来制取氯气,写出该反应的离子方程式:
(4)写出亚硝酰氯与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠的化学方程式:
(5)不列说法不正确的是___________
A.从安全或避免环境污染方面考虑,宜在通风橱内进行实验 |
B.为加快反应速率,装置A中可用酒精灯大火加热制取NO |
C.浓硫酸和无水CaCl2可以阻止水蒸气进入,避免亚硝酰氯水解 |
D.冰盐水温度可达-10℃,装置D三颈烧瓶中充满黄色气体NOCl |
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
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【推荐1】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为____ 。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为____ →尾气处理装置(填图中各仪器接口的字母编号)。
③实验前先通入一段时间N2,其目的为____ 。
④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为_____ 。
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其实验操作及现象为:___ 。
(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为:___ 。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下(杂质不参与反应):
步骤1:称取2g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00mL,向其中加入0.01mol·L−1KMnO4溶液,恰好完全反应时消耗 KMnO4溶液30mL。
[已知:FeC2O4+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O(未配平)]
(4)草酸亚铁晶体样品的纯度为____ ;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将____ (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为
③实验前先通入一段时间N2,其目的为
④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其实验操作及现象为:
(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为:
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下(杂质不参与反应):
步骤1:称取2g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00mL,向其中加入0.01mol·L−1KMnO4溶液,恰好完全反应时消耗 KMnO4溶液30mL。
[已知:FeC2O4+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O(未配平)]
(4)草酸亚铁晶体样品的纯度为
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】某小组为了探究溶液和溶液反应的情况,开展了如下活动。回答下列问题:
【查阅资料】
①CuCl、CuI为难溶于水的白色固体;
②在酸性环境中易歧化为Cu和;
③(无色溶液)(深蓝色溶液)
【理论预测】溶液和溶液反应的主要含铜产物的可能情况:
(1)二者因发生复分解反应生成;二者因发生双水解反应生成___________ ;二者因发生氧化还原反应生成、CuCl;……
【实验探究一】溶液和溶液反应
(2)取少量实验1中已洗净的白色沉淀于试管中,滴加足量浓氨水,先观察到___________ ,反应的离子方程式为___________ ;露置一段时间,又观察到___________ ,证明白色沉淀为CuCl。
【实验探究二】棕黄色沉淀的成分探究
(3)实验1中棕黄色沉淀存在时间较短,难以获得。实验小组将实验1中的溶液替换为等体积等浓度的___________ 溶液,成功制备了棕黄色沉淀,并进行了如下实验。
(4)实验2中可观察到现象:___________ ,证棕黄色沉淀中含有。
(5)实验3中因发生了反应___________ 、,使得上层清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝;白色沉淀B是,试剂1是___________ ;据此证明棕黄色沉淀中含有。
【查阅资料】
①CuCl、CuI为难溶于水的白色固体;
②在酸性环境中易歧化为Cu和;
③(无色溶液)(深蓝色溶液)
【理论预测】溶液和溶液反应的主要含铜产物的可能情况:
(1)二者因发生复分解反应生成;二者因发生双水解反应生成
【实验探究一】溶液和溶液反应
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
1 | 2mL0.2溶液和1mL0.2溶液混合 | 立即有棕黄色沉淀生成,3min后沉淀颜色变浅并伴有少量白色沉淀产生,再振荡1min后沉淀全部变为白色 |
(2)取少量实验1中已洗净的白色沉淀于试管中,滴加足量浓氨水,先观察到
【实验探究二】棕黄色沉淀的成分探究
(3)实验1中棕黄色沉淀存在时间较短,难以获得。实验小组将实验1中的溶液替换为等体积等浓度的
编号 | 实验操作 |
2 | 取少量洗净的裟黄色沉淀于试管中,并加入一定量的稀硫酸 |
3 | 注:实验所用试剂均经过除氧处理 |
(4)实验2中可观察到现象:
(5)实验3中因发生了反应
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