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硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验,某研究性学习小组设计了如下两个...

硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验,某研究性学习小组设计了如下两个实验方案:

实验一:

因铜不能与稀硫酸反应,实验中用铜和浓硫酸加热使之完全反应,将溶液通过蒸发、结晶等操作得到硫酸铜晶体。

(1)浓硫酸与稀硫酸相比较,浓硫酸具有                  

(2)该反应的化学方程式为                      

实验二:

以空气为氧化剂的一步氧化法,将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,反应原理为2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O ,但反应速率太慢,当升高温度到80~90℃,反应仍然缓慢。如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液,则速率明显加快。

(3)Fe2(SO4)3的作用是_________________。

(4)得到的混合液可以用下列四种物质中的_______调节pH =2~4,使Fe3+ 形成Fe(OH)3沉淀而除去:

A.NaOH      B.CuO    C.CuCO3    D.Fe

(5)请根据以上内容,对这两个实验方案进行评价,填下表:(至少写一点)

 

(一)

(二)

主要优

操作简便

1)原料充分转化为产品

2)没有有害气体排放

主要缺

 

 

 

 

(1)强氧化性; (2)Cu+2H2SO4 (浓))== CuSO4+SO2↑+ 2H2O;(3)催化剂;(4)BC; (5)   实验(一) 实验(二) 主要 缺点 (1)有有毒气体排放(1分) (2)硫酸没有全部转化为产品硫酸铜,不符合绿色化学原理 (1)操作步骤较多 (2)硫酸铜晶体可能不太纯净   【解析】 试题分析:(1)铜不与稀硫酸反应,但和浓硫酸反应,发生Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,体现浓硫酸的酸性和强氧化性;(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;(3)根据实验现象,加入硫酸铁后,速率明显加快,则硫酸铁作催化剂;(4)调节pH,不能引入新杂质,根据实验目的,加入物质的状态是不溶于水的固体,即选项BC正确;(5)实验一产生SO2,SO2有毒,对环境有影响,铜只与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,反应将会停止,消耗酸的量增多;实验二步骤繁琐,硫酸铜晶体中混有Fe2+或Fe3+,不纯净。 考点:考查铜和浓硫酸的反应、实验方案设计的评价等知识。  
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考点分析:
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活性氧化锌是一种多功能性的新型材料.某小组以粗氧化锌(含铁、铜的氧化物)为原料模拟工业生产活性氧化锌,步骤如下:

 

已知各相关氢氧化物沉淀pH范围如下表所示:

 

Zn(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Cu(OH)2

开始沉淀pH

5.4

7.0

2.3

4.7

完全沉淀pH

8.0

9.0

4.1

6.7

步骤II中,在酸性溶液中加入KMnO4的作用是Fe2+ 氧化成Fe3+,离子方程式                      

2)用ZnO调节pH,以除去含铁杂质检验沉淀是否完全的实验操作是         调节pH的适宜范围是            

3)步骤III中加入Zn粉的作用是             ,进一步调节溶液PH值。

4)用如下方法测定所得活性氧化锌的纯度(假设杂质不参与反应):

取1.000g活性氧化锌,用15.00mL 1.00mol/L硫酸溶液完全溶解,滴入几滴指示剂,再用0.50mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定剩余硫酸,到达终点时消耗氢氧化钠溶液12.00mL,通过计算可以活性氧化锌的纯度,由表中Zn(OH)2PH变化可知,滴入的最理想的指示剂是        (填“酚酞”、“甲基橙”或“石蕊试剂”)。

 

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在一个固定容积的密闭容器中,有如下反应:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=QkJ·mol-1,其化学平衡常数K和温度t的关系如下

t/℃

700

800

850

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.25

(1) 上述反应中Q          0(选填“>”或“<”)

(2) 下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是

a. 容器中压强不变                  b. △H不变

c. v(H2)=v(CO)                 d. CO的质量分数不变

(3) 温度为850℃时,可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 在固定容积的密闭容器中进行,容器    内各物质的浓度变化如下表:850℃时各物质的浓度(mol·L-1) 变化

时间(min)

CO

H2O

CO2

H2

0

0.200

0.300

0

0

2

0.138

0.238

0.062

0.062

 

3

c1

c2

c3

c4

4

c1

c2

c3

c4

5

0.116

0.216

0.084

 

6

0.096

0.266

0.104

 

计算:0~4min时, H2O(g)的转化率=           

表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是________。

a.增加水蒸气   b.降低温度   c.使用催化剂  d.增加氢气浓度

 

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一定温度下,向一容积不变的密闭容器中加入2 molA和2 molB ,发生反应:2A ( g ) + B ( g 3C ( g ) ;ΔH=-akJ/mol ,达到平衡时放出bkJ热量,B的体积分数为ω1%;若向此平衡容器中再充入1 molB和3 mo1C ,在同温度下达到平衡时吸收c kJ的热量 ,B的体积分数为ω2 %,则:

(1)ω1%          ω2 % (填“ > ”、“=”或“ < " )。

(2)a、b数值的大小关系为a          b(填“ > ”、“=”或“ < ”或“不确定”);

(3)b、c数值的大小关系为 b          c (填“ > ”、“=”或“ < ”或“不确定”)。

(4)a 、b 、c三者的数学关系为            (用不等式或等式表示)。

若A、B、C的起始加入量分别为xmol、ymol、zmol,达到平衡时B的体积分数仍为ω1%,则x、y、z应满足的关系是          

 

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氧化铜矿石含有CuOCu2(OH) 2CO3含有Fe2O3FeOSiO2。铜、铁是畜禽所必需的微量元素某厂生产硫酸铜和硫酸亚铁流程如下:

 

(1)氧化铜矿石粉碎的目的是        。氧化时加入的KMnO4的作用是      

(2)写出酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的化学方程式                 

(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是                                

4)流程中多处涉及过滤,实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、          

(5)加入铁屑的作用是                              

(6)下表为硫酸铜晶体“烘干粉碎”的试验结果。

表中m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水个数。据此可确定由CuSO4·5H2O脱水得流程所示产品适宜工艺条件分别为           (指出条件的温度和时间)

 

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下列实验对应的结论正确的是

A.能组成Zn、Cu原电池              B. 能证明非金属性:S>C>Si

C.说明反应2NO2 N2O4  H<0     D. 白色沉淀为BaSO3

 

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