某小组对Cu和的反应进行相关实验探究。
【实验探究】实验i:向装有0.5gCu的烧杯中加入溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式:___________ 。
【继续探究】针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
(2)实验ii中:溶液变蓝的原因是___________ (用离子反应方程式表示);经检验产生的气体为氧气,产生氧气先慢后快的原因是___________ 。(不考虑温度的影响)。
(3)对比实验i和iii,为探究氨水对Cu的还原性或氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
①解释步骤c中电压增大的原因:___________ 。
②若向U型管左侧溶液中滴加硫酸后,电压不变,继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后,电压增大了z。则可以得出的结论是:___________ 。
(4)基于以上实验,影响Cu与反应的因素有___________ 。(任写一条)
(5)结合上述实验,下列说法正确的是___________ 。
A.电化学是研究物质氧化性、还原性的重要手段之一
B.实验ii中发生的反应中,只体现氧化性
C.在还原反应(氧化反应)中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
【实验探究】实验i:向装有0.5gCu的烧杯中加入溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式:
【继续探究】针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
装置 | 序号 | 试剂a | 现象 |
ii | 与混合液 | Cu表面产生少量气泡,溶液逐渐变蓝,后产生较多气泡 | |
iii | 与氨水混合液 | 溶液立即变为深蓝色,产生大量气泡,Cu表面有少量蓝色不溶物 |
(3)对比实验i和iii,为探究氨水对Cu的还原性或氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
①解释步骤c中电压增大的原因:
②若向U型管左侧溶液中滴加硫酸后,电压不变,继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后,电压增大了z。则可以得出的结论是:
(4)基于以上实验,影响Cu与反应的因素有
(5)结合上述实验,下列说法正确的是
A.电化学是研究物质氧化性、还原性的重要手段之一
B.实验ii中发生的反应中,只体现氧化性
C.在还原反应(氧化反应)中,增大反应物浓度或降低生成物浓度,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
更新时间:2023-08-06 16:00:30
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【推荐1】明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施胶剂;食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是(用离子方程表示)_________________________________ 。
(2)操作Ⅰ是_____________ ,操作Ⅱ是蒸发浓缩、_______________ 、过滤、_____ 、干燥。
(3)检验滤液A中是否存在Fe2+的试剂是(只用一种试剂)_________________ 。
(4)在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为(该条件下Fe2+转化为Fe3+,MnO4-转化为Mn2+)_________________________________________________ 。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
根据表中数据解释调pH=3的目的_______________________________________ 。
(5)已知:在pH=3、加热条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为:_______________ 。滤渣2含有的物质是___________ 。
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是(用离子方程表示)
(2)操作Ⅰ是
(3)检验滤液A中是否存在Fe2+的试剂是(只用一种试剂)
(4)在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为(该条件下Fe2+转化为Fe3+,MnO4-转化为Mn2+)
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
根据表中数据解释调pH=3的目的
(5)已知:在pH=3、加热条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为:
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【推荐2】某校兴趣小组对SO2与新制Cu(OH)2悬浊液的反应进行探究,实验如下:
(1)制取新制Cu(OH)2悬浊液的离子方程式为_________ 。
(2)甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)2悬浊液,过滤,用蒸馏水洗涤干净。向洗净后的Cu(OH)2中加入5 mL蒸馏水,再持续通入SO2气体,现象与实验I相同,此步实验证明:_________ 。检验Cu(OH)2洗涤干净的方法是_________ 。
(3)同学们对白色沉淀的成分继续进行探究。查阅资料如下:CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸。它与氨水反应生成Cu(NH3)2+,在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH3)42+溶液。
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为:CuCl + 2NH3·H2O = Cu(NH3) +Cl- + 2H2O 、_________ 。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl,实验方案如下:
填写下表空格:
③写出实验II中由Cu(OH)2生成白色沉淀的离子方程式:_________ 。
(4)丙同学通过实验证明:实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu2O。完成合理的实验方案:取少量Cu2O固体于试管中,__________ ,则说明砖红色沉淀是Cu2O。
装置 | 序号 | 试管中的药品 | 现象 |
持续通入 | 实验Ⅰ | 1.5 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液混合 | 开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色 |
实验Ⅱ | 1.5 mL 1 mol·L-1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液混合 | 开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色 |
(2)甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)2悬浊液,过滤,用蒸馏水洗涤干净。向洗净后的Cu(OH)2中加入5 mL蒸馏水,再持续通入SO2气体,现象与实验I相同,此步实验证明:
(3)同学们对白色沉淀的成分继续进行探究。查阅资料如下:CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸。它与氨水反应生成Cu(NH3)2+,在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH3)42+溶液。
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为:CuCl + 2NH3·H2O = Cu(NH3) +Cl- + 2H2O 、
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl,实验方案如下:
填写下表空格:
试剂1 | 试剂2 | 蒸馏水 | |
现象1 | 现象2 |
(4)丙同学通过实验证明:实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu2O。完成合理的实验方案:取少量Cu2O固体于试管中,
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【推荐3】次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,是一元中强酸,具有较强还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。
①在H3PO2中,磷元素的化合价为________ ;在酸性环境中,利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1,则氧化产物为:__________ (填化学式)。
②NaH2PO2是_________ (填“正盐”还是“酸式盐”),其溶液中离子浓度由大到小的顺序应为________
③0.2 mol·L-1 H3PO2溶液与0.2mol·L-1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中:
c(H2PO2-)+c(OH-)-c(H+)=_______ mol·L-1。(溶液体积变化忽略不计)
(2)次磷酸(H3PO2)可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式________
②分析产品室可得到H3PO2的原因_____________________ (用离子方程式表示)
(1)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。
①在H3PO2中,磷元素的化合价为
②NaH2PO2是
③0.2 mol·L-1 H3PO2溶液与0.2mol·L-1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中:
c(H2PO2-)+c(OH-)-c(H+)=
(2)次磷酸(H3PO2)可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式
②分析产品室可得到H3PO2的原因
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【推荐1】咔咯(corrole)及其配合物作为人工合成的大环配体之一,咔咯的合成及其与金属离子的配位化学备受关注。利用咔咯作为反应配体,可实现过渡金属离子的非常规氧化态,制备功能材料,探索新型催化剂,等等。下图(a)给出三(五氟苯基)咔咯分子(A)的示意图,简写为H3(tpfc)。它与金属离子结合时四个氮原子均参与配位。室温下,空气中,Cr(CO)6和A在甲苯中回流得到深红色晶体B(反应1),B显顺磁性,有效磁矩为1.72μB,其中金属离子的配位几何为四方锥;在惰性气氛保护下,B与三苯基膦(PPh3)和三苯基氧膦(OPPh3)按1:1:1在甲苯中反应得到绿色晶体C(反应2);在氩气保护下,CrCl2和A在吡啶(简写为py)中反应,得到深绿色晶体D(反应3),D中金属离子为八面体配位,配位原子均为氮原子。在一定的条件下,B、C和D之间可以发生转化(下图b),这一过程被认为有可能用于O2的活化或消除。
(1)A中的咔咯环是否有芳香性______ ?与之对应的π电子数是______ 。
(2)写出B、C、D的化学式(要求:配体用简写符号表示):
B______ 、C______ 、D______ 。
(3)写出B、C、D中金属离子的价电子组态(均用dn方式表示)。
B______ 、C______ 、D______ 。
(4)写出制备B、C、D的反应方程式(要求:配体用简写符号,系数为最简整数比)。
B______ 、C______ 、D______ 。
(5)利用电化学处理,B可以得电子转化为B-,也可以失去电子转化为B+。与预期的磁性相反,B+依然显示顺磁性。进一步光谱分析发现,与咔咯环配体相关的吸收峰位置发生了显著变化。推测金属离子的价电子组态______ (用dn方式表示),指出磁性与光谱变化的原因______ 。
(1)A中的咔咯环是否有芳香性
(2)写出B、C、D的化学式(要求:配体用简写符号表示):
B
(3)写出B、C、D中金属离子的价电子组态(均用dn方式表示)。
B
(4)写出制备B、C、D的反应方程式(要求:配体用简写符号,系数为最简整数比)。
B
(5)利用电化学处理,B可以得电子转化为B-,也可以失去电子转化为B+。与预期的磁性相反,B+依然显示顺磁性。进一步光谱分析发现,与咔咯环配体相关的吸收峰位置发生了显著变化。推测金属离子的价电子组态
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【推荐2】某化合物X由前四周期的四种元素组成,探究其组成的实验过程如图。已知:无水硫酸铜遇气体G能变蓝色。白色沉淀E可溶于强酸或强碱溶液;沉淀A是由砖红色氧化物M和白色沉淀E组成的混合物。
请回答:
(1)化合物X的化学式为______ 。气体F的电子式为______ 。
(2)深蓝色溶液D中所含的主要阳离子有(写离子符号)______ 。
(3)砖红色固体与稀硝酸反应的离子方程式为______ 。
(4)在深蓝色溶液D中滴加稀硫酸至pH为3~4,再加入过量KI固体,有白色沉淀(2种元素组成,个数比为1:1)生成,溶液由蓝色变为褐色。写出该反应过程的离子方程式:______ 。
(5)设计实验方案,鉴定蓝色溶液B中所含的阴离子成分______ 。
请回答:
(1)化合物X的化学式为
(2)深蓝色溶液D中所含的主要阳离子有(写离子符号)
(3)砖红色固体与稀硝酸反应的离子方程式为
(4)在深蓝色溶液D中滴加稀硫酸至pH为3~4,再加入过量KI固体,有白色沉淀(2种元素组成,个数比为1:1)生成,溶液由蓝色变为褐色。写出该反应过程的离子方程式:
(5)设计实验方案,鉴定蓝色溶液B中所含的阴离子成分
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【推荐3】金属M的三氯化物MCl3水溶液中加入锌汞齐后可得还原性溶液A,若将该溶液加入到醋酸钠的饱和溶液中可以得到难溶的红色晶体B。已知MCl3中Cl含量为67.16%,光谱分析表明,B分子呈中心对称,其中M原子的配位数为6(即M原子周围有6个原子与之成键),M原子含量27.64%,碳原子仅存在于醋酸根离子中,碳原子含量25.54%。试问:
(1)金属M的原子量为_______ 。
(2)红色晶体B中M原子和碳原子的个数比为_______ 。
(3)红色晶体B中和M原子配位的除了醋酸根离子还有_______ 。
(4)红色晶体B的分子式为_______ 。
(5)画出红色晶体B的结构图_______ 。
(1)金属M的原子量为
(2)红色晶体B中M原子和碳原子的个数比为
(3)红色晶体B中和M原子配位的除了醋酸根离子还有
(4)红色晶体B的分子式为
(5)画出红色晶体B的结构图
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解答题-工业流程题
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名校
【推荐1】高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程:
(1) KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列_____ 物质相似。
A.75%酒精 B.双氧水 C.苯酚 D.“84”消毒液(NaClO溶液)
(2)操作Ⅰ的名称是________ ;操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两物质在__________ (填性质)上差异,采用 __________ (填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶体的。
(3)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、CO2、____ 和____ (写化学式)。
(4) 向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4,该反应中的还原剂是_______ 。
(5) 铋酸钠(NaBiO3,不溶于水)用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在(铋元素的还原产物为Bi3+,Mn的氧化产物为+7价),写出反应的离子方程式:__________________ 。
(6) 写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式:________________ 。
(7)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1mol MnO2可制得_____ mol KMnO4。
(1) KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列
A.75%酒精 B.双氧水 C.苯酚 D.“84”消毒液(NaClO溶液)
(2)操作Ⅰ的名称是
(3)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、CO2、
(4) 向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4,该反应中的还原剂是
(5) 铋酸钠(NaBiO3,不溶于水)用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在(铋元素的还原产物为Bi3+,Mn的氧化产物为+7价),写出反应的离子方程式:
(6) 写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式:
(7)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1mol MnO2可制得
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【推荐2】某小组同学为比较酸性条件下NO3-、SO42-、Fe3+的氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。
实验记录如下:
请回答下列问题:
(1)保存Fe(NO3)2溶液时,常加入铁粉,目的是(用化学方程式表示)________。
(2)实验I中,发生反应的离子方程式是________。
(3)资料表明,Fe2+能与NO结合形成深棕色物质[Fe(NO)]2+: Fe2++ NO[Fe(NO)]2+
用平衡移动原理解释实验I中溶液由深棕色变为黄色的原因是________________________。
(4)分析实验现象,同学们得出了结论。则:
① 实验IV的后续操作是________________,观察到的现象是________________。
② 由实验得出的结论是_______________________。
(5)实验反思
① 实验操作V的目的是_______________________________________。
② 实验操作III,开始时B中溶液的颜色并无明显变化,此时溶液中发生反应的离子方程式是________。
③ 有同学认为装置中的空气会干扰实验结论的得出,应在实验前通一段时间的氮气。你是否同意该看法,理由是________________________________________。
实验记录如下:
实验操作 | 实验现象 | |
I | 打开活塞c,将过量稀HNO3加入装置B中,关闭活塞c | B中浅绿色溶液立即变为深棕色;一段时间后,溶液最终变为黄色。 |
II | 用注射器取出少量B装置中的溶液,加入KSCN溶液 | 溶液变为红色。 |
III | 打开活塞b,向A装置中加入足量硫酸,关闭活塞b | A中产生气体;B中有气泡,液面上有少量红棕色气体生成。 |
IV | 一段时间后,用注射器取出少量B装置中的溶液,…… | …… |
V | 打开活塞a,通入一段时间空气 | ———— |
请回答下列问题:
(1)保存Fe(NO3)2溶液时,常加入铁粉,目的是(用化学方程式表示)________。
(2)实验I中,发生反应的离子方程式是________。
(3)资料表明,Fe2+能与NO结合形成深棕色物质[Fe(NO)]2+: Fe2++ NO[Fe(NO)]2+
用平衡移动原理解释实验I中溶液由深棕色变为黄色的原因是________________________。
(4)分析实验现象,同学们得出了结论。则:
① 实验IV的后续操作是________________,观察到的现象是________________。
② 由实验得出的结论是_______________________。
(5)实验反思
① 实验操作V的目的是_______________________________________。
② 实验操作III,开始时B中溶液的颜色并无明显变化,此时溶液中发生反应的离子方程式是________。
③ 有同学认为装置中的空气会干扰实验结论的得出,应在实验前通一段时间的氮气。你是否同意该看法,理由是________________________________________。
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【推荐3】Ⅰ.无机盐A由4种常见的元素组成,为探究A的组成,设计并完成如下实验:
已知:D为单质,在标准状况下的密度为1.25g/L;溶液B显酸性。
(1)写出组成A的金属元素在周期表中的位置______________ 。
(2)气体D的电子式为______________ 。
(3)写出A与H2O2反应的离子方程式______________ 。
Ⅱ.某小组设计实验探究在适当温度和催化剂条件下SO2与O2反应后混合气体的成分:
(1)c中盛放的试剂是______________ ;e中盛放的试剂是______________ 。
(2)某同学提出用饱和的Na2SO3溶液代替98.3%的浓H2SO4,请评价该方案是否可行______________ ,若可行不必说明理由;若不可行,简述其理由______________ 。
已知:D为单质,在标准状况下的密度为1.25g/L;溶液B显酸性。
(1)写出组成A的金属元素在周期表中的位置
(2)气体D的电子式为
(3)写出A与H2O2反应的离子方程式
Ⅱ.某小组设计实验探究在适当温度和催化剂条件下SO2与O2反应后混合气体的成分:
(1)c中盛放的试剂是
(2)某同学提出用饱和的Na2SO3溶液代替98.3%的浓H2SO4,请评价该方案是否可行
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