题目内容

17．某实验小组用工业上废渣（主要成分Cu2S和Fe2O3）制取纯铜和绿矾（FeSO4•7H2O）产品，设计流程如下：

（1）在实验室中，欲用98%的浓硫酸（密度为1.84g•mL-1）配制500mL1.0mol•L-1的硫酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有胶头滴管、500mL容量瓶．
（2）该小组同学设计如下装置模拟废渣在过量氧气中焙烧，并验证废渣中含硫元素．

①装置A中反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；为控制反应不过于激烈并产生平稳气流，采取的操作及现象是打开分液漏斗上口活塞，控制分液漏斗旋塞，使水匀速逐滴滴下；B处应连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管）或浓硫酸的洗气瓶（填写试剂及仪器名称）．
②E装置中加入品红溶液的目的是检验气体a中的SO2；当F装置中出现白色沉淀时，反应离子方程式为2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+．
（3）下列操作中，不属于步骤⑤中进行的操作的是ad（填下列各项中序号）．

步骤⑥中由粗铜得到纯铜的方法为电解精炼（填写名称）．
（4）为测定产品中绿矾的质量分数，称取30.000g样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol•L-1酸性KMnO4溶液进行滴定，反应为：10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4=2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O．实验所得数据如下表所示：
滴定次数1234
KMnO4溶液体积/mL20.9020.0219.9820.00
①第1组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是ad（填代号）．
a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b．锥形瓶洗净后未干燥
c．滴定终点时俯视读数
d．滴定终点时仰视读数
②根据表中数据，计算所得产品中绿矾的质量分数为92.7%．

分析 废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO2+2CuO，所以气体a是SO2，固体A是CuO和Fe2O3，固体A和稀硫酸混合，发生的反应为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，所以溶液A中成分为CuSO4、Fe2（SO4）3，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，所以固体B成分是Fe、Cu，滤液B成分为FeSO4，固体B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，过滤得到固体粗铜，据此分析解答．

解答 解：（1）欲用98%的浓硫酸（密度为1.84g•mL-1）配制500mL1.0mol•L-1的硫酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、滴定达到刻度线时用胶头滴管，配制在500mL容量瓶中进行，故答案为：胶头滴管、500mL容量瓶；
（2）①装置A中反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，通过控制水的流速来控制反应的速率，所以可以打开分液漏斗上口活塞，控制分液漏斗旋塞，使水匀速逐滴滴下，B装置应是干燥装置，所以用碱石灰的干燥管（或U形管）或浓硫酸的洗气瓶，故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；打开分液漏斗上口活塞，控制分液漏斗旋塞，使水匀速逐滴滴下；碱石灰的干燥管（或U形管）或浓硫酸的洗气瓶；
②E装置中加入品红溶液的目的是检验气体a中的SO2；是未反应的氧气与二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应，生成硫酸根离子，与钡离子结合生成硫酸钡白色沉淀，所以反应方程式为：2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+，故答案为：检验气体a中的SO2；2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+；
（3）步骤⑤是在还原性体系中蒸发浓缩结晶过滤，所以涉及的装置为：bc，不属于的是ad；粗铜得到纯铜，用电解精炼，故答案为：ad； 电解精炼（或精炼）；
（4）①第1组实验数据出现异常，消耗高锰酸钾溶液体积变大，
a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，标准液的浓度变小，消耗高锰酸钾溶液体积变大，故正确；
b．锥形瓶洗净后未干燥，无影响，故错误；
c．滴定终点时俯视读数，高锰酸钾溶液体积变小，故错误；
d．滴定终点时仰视读数，高锰酸钾溶液体积变大，故正确；
故选：ad；
②第2、3、4组求平均值，消耗KMnO4溶液体积为：$\frac{20.02+19.98+20.00}{3}$=20ml，由10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4=2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O得：
10FeSO4～～2KMnO4，
10×152     2
m         20ml×0.1000mol•L-1×10-3     
m=$\frac{10×152×20ml×0.1000mol•{L}^{-1}×1{0}^{-3}}{2}$=1.52g，所以绿矾的物质的为量为：$\frac{1.52g}{152g/mol}×\frac{250}{25}$=0.1mol；所以绿矾的质量分数为：$\frac{0.1×（152+126）}{30}$×100%=92.7%，故答案为：92.7%．

点评 本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查学生分析问题、实验操作、思维缜密性等能力，明确物质的性质是解本题关键，能从整体上分析各个步骤发生的反应，能正确书写相应的化学方程式和离子方程式，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．对于A2+3B2=2C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（　　）
A．V（B2）=0.8mol/（L•s）B．V（A2）=0.8mol/（L•s）
C．V（C）=0.6mol/（L•s）D．V（A2）=1.8mol/（L•min）
8．下列有关甲烷的叙述不正确的是（　　）
A．甲烷是最简单的有机物
B．甲烷是天然气的主要成分
C．甲烷能与氯气在光照条件下发生反应
D．甲烷能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
5．实验室需用480mL 0.10mol/L的CuSO4溶液，现选用500mL的容量瓶配制该溶液，下列方法可行的是（　　）
A．称取8.0gCuSO4，加入500mL水
B．称取7.68gCuSO4，加入480mL水
C．称取12.5gCuSO4•5H2O，加水配成500mL溶液
D．称取12.0gCuSO4•5H2O，加水配成480mL溶液
12．下列叙述不正确的是（　　）
A．Na+、Mg2+、Al3+的氧化性依次减弱B．RbOH、KOH、Mg（OH）2的碱性依次减弱
C．H2S、H2O、HF的稳定性依次增强D．H4SiO4、H2SO4、HClO4酸性依次增强
2．（Ⅰ）某盐由原子序数处于前20的三种元素组成，相对式量为98，其焰色反应为紫色（透过蓝色的钴玻璃）．向此溶液中滴入少量盐酸时，产生白色沉淀，继续加入过量盐酸时，白色沉淀消失，再滴入过量氨水，又产生白色沉淀．
（1）三种元素中原子序数最小的简单离子的离子结构示意图，
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（3）白色沉淀在水中电离的方程式AlO2-+H++H2O?Al（OH）3?Al3++3OH-．
（Ⅱ）  某二元化合物A是一红棕色难溶物质，温度超过60℃，分解生成红色金属B和无色气体单质C，且两种单质的物质的量之比为2：1，将A与盐酸反应也同样产生气体C．在一定条件下可以用H3PO2与CuSO4溶液混合制备A，A可以在氯气中燃烧．
（1）A的化学式为CuH
（2）H3PO2与CuSO4溶液混合制备A中氧化产物为H3PO4
（3）写出A在氯气中燃烧的方程式2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl
（4）有人认为还有一种组成元素与A相同的二元化合物，此物质的化学式为CuH2，若此物质为离子化合物，则电子式为[H：]-Cu2+[H：]-．
（5）A与盐酸能反应的原因CuH中氢为-1价，可以和盐酸中+1的氢离子发生归中反应．
9．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期常见的四种元素，原子序数依次增大．X的单质既有σ键又有π键，且X的第一电离能比其相邻元素都大，Y的电负性比X的小，其基态原子最外层的p电子是该层s电子的两倍，Z是前36号元素中原子半径最大的主族元素，W位于周期表的第8列．
（1）Z位于元素周期表第三周期第ⅠA族，基态W2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6．
（2）X的氧化物XO2与H2O比较，熔点较高的是H2O（填化学式），Z的氢化物属于离子晶体，Z2O2的化学键类型是AC（填编号）．
A．离子键　　　　B．极性共价键     C．非极性共价键D．金属键
（3）加热条件下，Y的单质与足量的X的最高价氧化物所对应的水化物的浓溶液反应，生成Y的最高价含氧酸，写出此反应的化学方程式S+6HNO3（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2SO4+6NO2↑+2H2O．
（4）在25℃，101kPa下，W的单质在氧气中燃烧后恢复至原温度和压强，平均每转移1mol电子放出QkJ的热量，则W单质燃烧的热化学方程式是3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）△H=-8Q KJ/mol．
6．下列有关物质的性质与应用对应关系不正确的是（　　）
A．锂质量轻、比能量大，可用作电池负极材料
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C．酒精是良好的有机溶剂，可洗去皮肤表面沾有的苯酚
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7．下列关于化学反应与能量的说法不正确的是（　　）
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