题目内容

某化学实验小组实验结束时,将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里,为回收有关金属和盐,同学们设计了如图的实验方案:

试回答:
(1)步骤①中锌粉必须过量的原因是______.
(2)写出步骤①中任一反应的化学方程式______.
(3)要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是______.
(4)若实验过程中的物质损失可以忽略,最终所得硫酸锌的质量______(填“>”、“<”或“=”)原废液中硫酸锌的质量.要计算该废液中硫酸铜质量,必须要称量______的质量.

解:(1)因为只有加入过量的锌才会把溶液中的铁与铜置换的更彻底一些.
故答案为:将废液中的Cu2+和Fe2+全部置换出来
(2)在此过程中发生了锌与硫酸铜和铁与硫酸铜的反应.
故答案为:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu(或Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
(3)步骤④中的酸是否足量主要看固体D中是否含有未反应的锌,有则酸不足量,没有则酸足量.
故答案为:取步骤④的滤渣于试管中,加入少量稀硫酸,若有气泡产生,则酸不足量(或若无气泡产生,则酸已足量)
(4)因为反应过程中由于锌的加入而使其得到的硫酸锌质量变大了,由过程知铜的来源只有硫酸铜,则求硫酸铜的质量可利用得到铜的质量.
故答案为:>;固体D(或铜)
分析:(1)加入过量的锌会把溶液中的铁与铜置换的更彻底一些.
(2)步骤一中会发生两个金属与盐溶液的反应.
(3)步骤④中的酸是否足量主要看固体D中是否含有未反应的锌.
(4)得到的硫酸锌的质量应该比废液中的硫酸锌质量大,因为反应过程中由于锌的加入而使其质量变大了,要计算硫酸铜的质量可通过最后得到的铜的质量完成.
点评:此题是对物质分离知识的考查,解题时只要抓住反应过程中金属与盐溶液的反应实质,并结合相关的实验过程就能顺利解题.
练习册系列答案
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化学实验中常常会出现意外情况,这是提升我们学科素养的良好机会,要根据具体情况区别对待,善于发现和解决问题.例如:
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(4)某兴趣小组用石灰石和盐酸反应制取C02,并验证C02的性质.在确认装置气密性良好后进行实验.把制得的气体通入澄清石灰水中,发现石灰水没有变浑浊.对此展开探究:
①提出问题:澄清石灰水为什么没有变浑浊?
②猜想与假设:
小英的假设:澄清石灰水已变质.
小青的假设:制得的C02中可能含有HCI气体
③实验探究:
Ⅰ.小英的探究:
实验目的 实验步骤 可能的实验现象 化学方程式和实验结沦
  探究所用
澄清石灰
水是否变
①用一支试管另取少
量澄清石灰水
②取稀硫酸与碳酸钠
反应制取CO2
将产生的气体通入所用澄清石灰水中
将产生的气体通入所用澄清石灰水中

步骤③中现象为:
石灰水变浑浊或未变浑浊
石灰水变浑浊或未变浑浊
步骤②中反应方程式为:
H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+
H2O+CO2
H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+
H2O+CO2

步骤③可能的反应方程式略
实验结论:
所用澄清石灰水没有变质
或所用澄清石灰水已变质
所用澄清石灰水没有变质
或所用澄清石灰水已变质
Ⅱ.小青的探究
  实验目的     实验步骤   实验现象     化学方程式和实验结论
探究制得的C02中是否含有HCI气体
将气体通入硝酸银
溶液

硝酸银溶液变浑浊
硝酸银溶液变浑浊
反应方程式为:
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3

实验结论:气体中含有
HCI气体
④反思与评价:小英认为既然用盐酸制得的CO2不纯,为何不用H2SO4代替盐酸.请
问小英的想法对吗?
不对
不对
;理由是
石灰石和稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物,会附着在石灰石的表面阻碍反应的进行
石灰石和稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物,会附着在石灰石的表面阻碍反应的进行
(2008?石景山区一模)某化学学习小组的同学探究中和反应.
(1)甲同学向一定体积10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸(常温下),测得反应中溶液的温度与加入盐酸体积的变化如下.
加入盐
酸的体
积(V)
/mL
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
溶液温
度上升
(△t)
/℃
5.2 9.6 12.0 16.0 18.2 16.7 15.7 14.7 13.7 12.9
根据上表分析溶液温度变化的原因.
①加入盐酸的量在2~10mL之间时
随盐酸量增加,中和反应放出热量增大,溶液温度上升
随盐酸量增加,中和反应放出热量增大,溶液温度上升

②加入盐酸的量在10~20mL之间时
过量盐酸起冷却降温作用,反应停止热量散失
过量盐酸起冷却降温作用,反应停止热量散失

(2)乙同学用稀硫酸与氢氧化钠反应来探究中和反应的热量变化,进行了如下实验操作:取20%的稀H2SO4 30mL,用温度计测量其温度为13℃.然后向其中加入5g NaOH固体,充分反应后,测量其温度为22℃.
乙同学得出结论:稀H2SO4与NaOH固体反应放热.
①乙同学所得结论的依据是不严密的,原因:
固体氢氧化钠溶于水也要放热
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②根据本实验目的,请你改进乙同学的实验操作,改进方案为:
将5gNaOH固体溶于45g水中
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配成10%氢氧化钠溶液
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(3)丙同学在做氢氧化钠与稀盐酸中和反应的实验时产生了疑问:在反应后的溶液中,氢氧化钠与稀盐酸是否恰好反应完全?请你帮助他设计实验进行探究.
  实验步骤 实验现象 结  论

中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对酸碱中和反应进行了探究。

【提出问题】能否用碳酸钾溶液验证硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应?

【实验药品】稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液。

【实验仪器】试管、滴管、10mL量筒等

【设计方案并实验】

    小江同学的实验:在试管中加入2mL稀硫酸,逐滴加入      溶液,振荡后,再滴入V1mL                 溶液,实验过程中无气泡逸出。反应的化学方程式为                                            

小伟同学的实验:在试管中加入2mL稀硫酸,逐滴加入氢氧化钠溶液,振荡后,再滴入碳酸钾溶液,有气泡逸出,继续滴加碳酸钾溶液至恰好无气泡时,共消耗碳酸钾溶液V2mL。

小明同学的判断:小江的实验说明能用碳酸钾溶液来验证;小伟的实验还不能,需再做一个实验才能说明。

【实验并判断】另取一支试管,加入2mL稀硫酸,                                                                                                        

                                                                          (写出实验步骤、现象和判断依据)。

 【结    论】能用碳酸钾溶液验证硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应。

 【反    思】在小江的实验中,碳酸钾溶液的作用是      (填字母)。

A.仅是反应物    B.相当于指示剂    C.作催化剂

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