题目内容
胆矾(CuSO4·5H2O)是铜的重要化合物,有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
完成下列各题:
Ⅰ.(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸,随着铜粉的溶解可能观察到的实验现象 、 。
(2)制得的胆矾晶体(CuSO4·5H2O)中可能存在的杂质是 (写化学式)。
(3)采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量时,步骤如下:
①取样,称量 ②加水溶解 ③加氯化钡溶液生成沉淀 ④过滤(其余步骤省略)
在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作是 。
Ⅱ. 某研究性学习小组用ZRY-1型热重分析仪对12.5克硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)进行热重分析,随温度的升高,硫酸铜晶体依次发生下列反应。
a.CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O
b.CuSO4CuO+SO3↑,2SO32SO2+O2
c.4CuO2Cu 2 O+O2↑
请回答下列问题:
(1)实验过程中热重分析仪测得残留固体质量为3.8 g,试推断该固体的组分是 (写化学式),其对应的物质的量之比是 。
(2)热重分析仪加热晶体至恒重后,将全部气体导出,通入氢氧化钡溶液充分反应,所得沉淀经过滤、洗涤、干燥,质量为 g。
Ⅰ. (1)溶液呈蓝色、有红棕色气体产生 (2)Cu(NO3)2
(3)在上层清液中继续滴加氯化钡溶液,观察有无沉淀产生,若无,则沉淀完全
Ⅱ.(1)Cu2O、CuO(2分) 1∶2(2分)(比值要和前一空物质次序对应,即n(Cu2O):n(CuO)="1:2" )
(2)11.65(2分)
解析试题分析:Ⅰ.(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸,溶液中存在氢离子和硝酸根离子,此时铜粉相当于和硝酸发生了反应,观察到的实验现象溶液呈蓝色、有红棕色气体产生。(2)由于制备中存在硝酸根,所以制得的胆矾晶体(CuSO4·5H2O)中可能存在的杂质是)Cu(NO3)2。(3)要检验是否沉淀完全,可通过检验硫酸根离子是否含有,其操作是在上层清液中继续滴加氯化钡溶液,观察有无沉淀产生,若无,则沉淀完全。Ⅱ.(1)12.5克硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是0.05mol,若只生成氧化铜,则为0.05mol(4g),不可能。若只生成氧化亚铜,则为0.025mol(3.6g),不可能;所以残留3.8 g固体为两者混合物。设氧化铜和氧化亚铜物质的量分别为x和y,则有x+2y=0.05,80x+144y=3.8。求得y:x=1:2。(2)三氧化硫和二氧化硫的生成量与铜的物质的量相同,即为0.05mol,将全部气体导出,通入氢氧化钡溶液充分反应,所得沉淀是硫酸钡和亚硫酸钡,亚硫酸钡最终被氧化为硫酸钡,可知硫酸钡的物质的量为0.05mol,质量为)11.65g。
考点:本题考查化工流程图中的问题分析。
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。
实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | AlCl3 | FeCl3 |
沸点/℃ | 57.7 | - | 315 |
熔点/℃ | -70.0 | - | - |
升华温度/℃ | - | 180 | 300 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置C中的试剂是 ; D、E间导管短且粗的原因是 。
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3: 。
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/L KMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号 | 操 作 | 可能出现的现象 | 结论 |
① | 向a试管中滴加几滴 溶液 | 若溶液褪色 | 则假设1成立 |
若溶液不褪色 | 则假设2或3成立 | ||
② | 向b试管中滴加几滴 溶液 | 若溶液褪色 | 则假设1或3成立 |
若溶液不褪色 | 假设2成立 | ||
③ | 向c试管中滴加几滴 溶液 | | 假设3成立 |
氧化亚铜是大型水面舰船防护涂层的重要原料。某小组进行如下研究,请填写下列空白。
实验1:氧化亚铜的制取氧化亚铜可用葡萄糖和新制氢氧化铜悬浊液反应制取。文献表明,条件控制不当时会有少量CuO生成。
(1)实验室制取氢氧化铜悬浊液的离子方程式为____________。
(2)实验室用此方法制取并获得少量氧化亚铜固体,需要的玻璃仪器有试管、酒精灯、烧杯____________和____________。
(3)若要探究该反应发生的最低温度,应选用的加热方式为____________。
实验2:测定氧化亚铜的纯度
方案1:称取实验1所得固体m g,采用如下装置进行实验。
(4)装置a中所加的酸是____________(填化学式)。
(5)通过测出下列物理量,能达到实验目的的是____________。
A.反应前后装置a的质量 |
B.装置c充分反应后所得固体的质量 |
C.反应前后装置d的质量 |
D.反应前后装置e的质量 |
方案2:将实验l所得固体mg溶于足量稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥后称出不溶物的质量(资料:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O)
(7)判断经干燥器干燥后的不溶物是否巳完全干燥的操作方法是__________________________________。
(8)若实验所得不溶物为ng,则该样品中氧化亚铜的质量分数为________________。
工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下,对下述流程中的判断正确的是:
A.试剂X为稀硫酸,沉淀中含有硅的化合物 |
B.反应II中生成Al(OH)3的反应为:CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3- |
C.结合质子(H+)的能力由弱到强的顺序是OH->CO32->AlO2- |
D.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al |