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含有硫的化合物在工业生产中应用广泛,回答下列问题: (1)黄铜矿是工业炼铜的主要...

含有硫的化合物在工业生产中应用广泛,回答下列问题:

(1)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2

①测得某黄铜矿(CuFeS2)中含硫20%(质量分数),求该矿石含铜的质量分数。

②现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:称取

研细的黄铜矿样品1.150g,在空气中进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,用100 mL滴有淀粉的

蒸馏水全部吸收SO2,然后取10mL吸收液,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,用去标准碘溶液的体

积为20.00mL。求该黄铜矿的纯度。

(2)将FeS和Fe2O3的混和物56.6 g,用足量稀H2SO4溶解后可得3.2 g硫,原混和物中FeS的质量。

(3)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知:SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧

化钠溶液吸收。利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解。若无水硫酸铜粉末质量为10.0 g,

完全分解后,各装置的质量变化关系如下表所示。

装置

A(试管+粉末)

B

C

反应前

42.0 g

75.0 g

140.0 g

反应后

37.0 g

79.0 g

140.5 g

 

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请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式。

(4)硫化钠是用于皮革的重要化学试剂,可用无水Na2SO4与炭粉在高温下反应制得,化学方程式如下:

①Na2SO4 + 4C满分5 manfen5.comNa2S + 4CO↑   ②Na2SO4 + 4CO满分5 manfen5.comNa2S + 4CO2 

a.若在反应过程中,产生CO和CO2混合气体为2mol,求生成Na2S的物质的量。

b.硫化钠晶体放置在空气中,会缓慢氧化成Na2SO3,甚至是Na2SO4,现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中,加入足量盐酸后,过滤得4.8g沉淀和1.12L H2S 气体(标准状况,假设溶液中气体全部逸出),在滤液中加入足量的BaCl2后过滤得2.33g沉淀,分析该硫化钠样品的成分及其物质的量。

 

(1) ① 20%   ②80%   (各2分,共4分) (2) 8.8 g  ;40.6 g    (各2分,共4分) (3)4CuSO44CuO + 2SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑   (2分) (4) a.0.5 < n(Na2S)<1  (2分) b.n(Na2S)=0.15 mol  ;n(Na2SO3)=0.05 mol ;n(Na2SO4)=0.01 mol n(H2O)=1.35 mol  (合理即给分。各1分,共4分) 【解析】 试题分析:(1)①根据化学式CuFeS2可知,该化合物中铜和硫的质量之比是64:64=1:1,所以该矿石含铜的质量分数等于硫的质量分数,都是20%。 ②消耗单质碘的物质的量是0.05mol/L×0.020mol/L=0.0010mol,则根据方程式I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI可知,10ml溶液中含有SO2的物质的量是0.010mol,所以生成的SO2的物质的量是0.0010mol×=0.0100mol,所以根据硫原子守恒可知,CuFeS2的物质的量是0.0100mol÷2=0.0050mol,其质量=0.0050mol×184g/mol=0.82g,所以该黄铜矿的纯度×80%=80%。 (2)生成单质S的物质的量是3.2g÷32g/mol=0.1mol。反应中如果铁离子不足,则根据关系式2Fe3+~S可知,铁离子的物质的量是0.2mol,因此氧化铁的物质的量是0.1mol,其中质量是160g/mol×0.1mol=16g,因此FeS的质量是56.6g-16g=40.6g;如果反应中铁离子过量,则根据硫原子守恒可知,FeS的物质的量是0.1mol,质量是0.1mol×88g/mol=8.8g。 (3)硫酸铜的物质的量=10.0g÷160g/mol=0.0625mol。试管A的质量是42.0g-10.0g=32.0g,所以反应后生成的氧化铜的质量是37.0g-32.0g=5.0g,物质的量是5.0g÷80g/mol=0.0625mol。则生成物SO2、三氧化硫和氧气质量之和是10.0g-5.0g=5.0g。B和C装置是吸收SO2和三氧化硫的,因此二者的质量之和是4.5g,所以氧气的质量是5.0g-4.5g=0.5g,其物质的量是0.5g÷32g/mol=     0.015625mol。设SO2和三氧化硫的物质的量分别是x和y,则x+y=0.0625mol、64x+80y=4.5g,解得x=y=0.03125mol,所以氧化铜、SO2、三氧化硫和氧气的物质的量之比是4:2:2:1,因此该反应的化学方程式是4CuSO44CuO + 2SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑。 (4)a.若反应中生成的气体只有CO,则根据反应①可知,生成的硫化钠物质的量=2mol÷4=0.5mol;若反应中生成的气体只有CO2,则根据反应①②可知Na2SO4 + 2CNa2S + 2CO2↑,所以生成的硫化钠物质的量=2mol÷2=1mol,因此硫化钠的物质的量是0.5 < n(Na2S)<1。 b.在滤液中加入足量的BaCl2后过滤得2.33g沉淀,该白色沉淀是硫酸钡,其物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol,因此根据原子守恒可知,硫酸钠的物质的量是0.01mol。4.8g沉淀是S,其物质的量是4.8g÷32g/mol=0.15mol,则根据方程式2Na2S+Na2SO3+6HCl=6NaCl+3S↓+3H2O可知,硫化钠和亚硫酸钠的物质的量分别是0.10mol和0.05mol。1.12L H2S 气体的物质的量=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,所以根据方程式Na2S+2HCl=6NaCl+H2S↑可知,硫化钠的物质的量=0.05mol,因此硫化钠的物质的量共计=0.15mol。因此结晶水的质量=43.72g-0.15mol×78g/mol-0.05mol×126g/mol-0.01mol×142g/mol=24.3g,所以结晶水的物质的量=24.3g÷18g/mol=1.35mol。 考点:考查元素含量、物质纯度、物质成分的有关计算以及方程式的书写等
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考点分析:
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化合物F的合成路线如下图所示。

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(1)写出反应类型:反应②              ;反应④              

(2)写出结构简式:B              ;E              

(3)在D转化为E的过程中可能生成了一种高分子化合物G,写D→G反应的化学方程式:  

(4)以下是由CH3CH=CHCOOH制备CH3CH=C(COOH)2的合成路线。

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①写出Ⅲ的结构简式:             

②写出反应⑥的化学方程式:                                              

 

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有机物A(C11H12O2)可用来调配果味香精,其合成路线如下:

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已知:①两个醛分子间能发生如下反应:

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②C的分子式为C7H8O,能与钠反应,不与碱反应,也不能使Br2的CCl4溶液褪色。

(1)上述合成过程中,有机物没有涉及的反应类型有:      (填写序号)。

a.酯化反应    b.加成反应    c.消去反应    d.氧化反应    e.还原反应

(2)写出结构简式。C:                  ;  A:              

(3)H生成G的化学方程式:                        

(4)F的同分异构体有多种,写出既能发生银镜反应又能发生水解反应,且苯环上只有一个取代基的所

有同分异构体的结构简式                                          

 

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氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:

2NH3(g)+CO2(g)满分5 manfen5.comNH2COONH4(s) + Q   (Q > 0 )

(1)如用如图装置制取氨气,你所选择的试剂是                  

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制备氨基甲酸铵的装置如下图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 当悬浮物较多时,停止制备。

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注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。

(2)发生器用冰水冷却的原因是___________ __     _。

(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是_______。

(4)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_______(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。

a. 常压加热烘干        b. 高压加热烘干       c. 真空40 ℃以下烘干

(5)尾气处理装置如图所示。双通玻璃管的作用:________       ;浓硫酸的作用:                        、______________         _。

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(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为

___________。(精确到2位小数)

 

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氯气是一种重要的化工原料。某学习小组在实验室中利用下图所示装置制取氯气并探究其性质。

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(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有

                             

(2)装置A中盛有的试剂是        ,作用是                           

(3)若D中品红溶液褪色,则B装置中发生反应的离子方程式是                     

(4)证明FeBr2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是              (填操作方法)。

某研究性学习小组用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气。经分析吸收尾气一段时间后,吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl、OH、CO32- 和SO42,对于可能存在的其他阴离子,研究小组提出以下3种假设。假设1:只存在SO32;假设2:只存在ClO;假设3:既不存在SO32,也不存在ClO

(5)学习小组判断同时存在SO32和ClO是不可能的理由是                

38.现限选以下试剂,设计实验方案,进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论。

a.3 mol/L H2SO4

b.0.01 mol/L KMnO4

c.1 mol/L BaCl2溶液

d.淀粉碘化钾溶液

e.酚酞试液

步骤一;取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分装于A、B

两试管中。

步骤二:向A试管中滴加少量___________ (填序号),若溶液_________________(填现象),则假设

1成立。

步骤三:向B试管中滴加少量___________(填序号),若溶液_________________(填现象),则假设2

成立。

 

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如图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

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(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:满分5 manfen5.com,它所对应反应的化学方程式是

_________________________________。

(2)合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+90.8kJ,t℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如下:

物质

H2

CO

CH3OH

浓度(mol/L)

0.2

0.1

0.4

 

①该时间段内反应速率v(H2)=      

②比较此时正、逆反应速率的大小:v        v(填“>”、“<”或“=”)

③反应达到平衡后,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡向       (填“逆向”、“正向”或“不”)移动,平衡常数K           (填“增大”、“减小” 或“不变”)。

(3)固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程:N2 (g) + O2 (g) →2NO (g) -180.8 kJ,工业合成氨则是人工固氮。分析两种固氮反应的平衡常数,下列结论正确的是       

 反应

大气固氮

工业固氮

温度/℃

27

2000

25

350

400

450

K

3.84×10-31

0.1

5×108

1.847

0.507

0.152

 

A.常温下,大气固氮很难进行,而工业固氮却能非常容易进行

B.模拟大气固氮应用于工业上的意义不大

C.工业固氮时温度越低,氮气与氢气反应越完全

D.K越大说明合成氨反应的速率越大

 

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