题目内容

某研究小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究.
(1)写出试管B中的实验现象
品红溶液褪色
品红溶液褪色
.
(2)写出A中反应的化学方程式
(3)继续向A试管中加入H
2O
2,发现铜片溶解,反应的离子方程式为:
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
.
若仍不补充浓硫酸,只要求使铜片溶解,也可以加入(填写两种属于不同类别物质的化学式)
Fe2O3
Fe2O3
、
NaNO3
NaNO3
.
(4)B试管口的棉花应沾有的试剂是
NaOH(溶液)
NaOH(溶液)
.
(5)小组成员向反应后的溶液中加入足量的氧化铜,使剩余的硫酸全部转化为硫酸铜,过滤后,将滤液加热浓缩,冷却结晶制得硫酸铜晶体(CuSO
4?xH
2O).小组成员采用加热法测定该晶体里结晶水x的值.
①在他们的实验操作中,至少称量
4
4
次;
②下面是其中一次实验的数据:
坩埚质量 |
坩埚与晶体的总质量 |
加热后坩埚与固体总质量 |
11.7g |
22.7g |
18.9g |
根据上表数据计算判断x的实侧值比理论值(x=5)
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”),这次实验中产生误差的原因可能是
AD
AD
(填序号)
A.硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质 B.实验前晶体表面有湿存水
C.加热时有晶体飞溅出去 D.加热失水后露置在空气中冷却.
分析:(1)二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色;
(2)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和二氧化硫气体;
(3)在酸性条件下,铁离子、硝酸根离子以及过氧化氢具有强氧化性,能氧化Cu而生成铜离子;
(4)二氧化硫为有毒气体,不能排放到空气中,根据二氧化硫为酸性气体,应用NaOH溶液吸收;
(5)①实验中为准确测定结晶水的值,应分别测定坩埚的质量、坩埚与晶体的总质量,以此测定晶体的质量,然后称量加热后坩埚与固体总质量,之后再加热一次以判断晶体是否完全分解,总共称量4次;
②根据表中数据计算硫酸铜和结晶水的物质的量,进而计算X值,并分析可能的原因.
解答:解:(1)二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,故答案为:品红溶液褪色;
(2)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和二氧化硫气体,反应的化学方程式为Cu+2H
2SO
4CuSO
4+SO
2↑+2H
2O,故答案为:Cu+2H
2SO
4CuSO
4+SO
2↑+2H
2O;
(3)在酸性条件下,过氧化氢具有强氧化性,能氧化Cu而生成铜离子和水,反应的方程式为Cu+H
2O
2+2H
+=Cu
2++2H
2O,根据铜能与铁离子、硝酸根离子反应,也可选用Fe
2O
3或NaNO
3,
故答案为:Cu+H
2O
2+2H
+=Cu
2++2H
2O;Fe
2O
3;NaNO
3;
(4)二氧化硫为有毒气体,不能排放到空气中,根据二氧化硫为酸性气体,应用NaOH溶液吸收,故答案为:NaOH(溶液);
(5)①实验中为准确测定结晶水的值,应分别测定坩埚的质量、坩埚与晶体的总质量,以此测定晶体的质量,然后称量加热后坩埚与固体总质量,之后再加热一次以判断晶体是否完全分解,总共称量4次,故答案为:4;
②该实验晶体的质量为22.7g-11.7g=11g,硫酸铜的质量为18.9g-11.7g=7.2g,水的质量为22.7g-18.9g=3.8g,则n(CuSO
4)=
=0.045mol,n(H
2O)=
=0.21mol,所以
x=
=4.7,小于5,硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质,加热失水后露置在空气中冷却等都会造成硫酸铜的质量偏大,水的质量偏小,而实验前晶体表面有湿存水或加热时有晶体飞溅出去,会造成质量差偏大,结果偏大.
故答案为:偏小;AD.
点评:本题考查铜与浓硫酸的反应,题目难度不大,本题注意(3)为易错点,从铜的还原性和过氧化氢、铁离子以及硝酸根离子的氧化性的角度思考.
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