题目内容

19．硫酸铜溶液常用于农业上制波尔多液．如图1是用废铜料（铁、铜混合物）来生产硫酸铜的过程，请根据图示回答下列问题．
（1）试剂X的化学式为H2SO4，操作①的名称为过滤．
（2）甲同学认为途径Ⅰ比途径Ⅱ更为合理，其理由是ad（填编号）
a．对环境污染少      b．反应速率快
c．铜的利用率高      d．硫酸的利用率高
（3）实验室用浓硫酸与铜反应，采用图2装置制备并收集干燥的SO2气体．
①A装置的名称分液漏斗．
②连接上述仪器的正确顺序是（填各接口处的字母）：a接d，e接b，c接g，f接h．
③反应终止后，发现烧瓶中有黑色物质出现，其中可能含有CuO、CuS等杂质．已知硫化铜不与H+反应，与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S和NO气体，该反应的离子方程式为3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O．利用所给试剂设计实验，检测黑色物质中是否存在CuS．其方案为：将烧瓶中混合物加入到蒸馏水中，充分反应后过滤，向滤渣中加入足量的稀硝酸，振荡静置，取上层清液少许于试管中，加入几滴氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明黑色物质中存在CuS（补充实验操作、现象和结论）．
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液

分析 废铜料中有铁和铜，要生产硫酸铜，需将铁除去，因此可加入足量稀硫酸将铁除去，铜与硫酸不反应，过滤后铜与氧气反应转化为氧化铜，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜．
（1）加入的X需将铁除去，且不能与铜反应选择稀硫酸，固液分离用过滤操作；
（2）途径Ⅰ：2Cu+O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，转化为氧化铜，CuO+H2SO4═CuSO4+H2O没有二氧化硫产生，硫酸的利用率高，无污染；
（3）①A装置为分液漏斗，在该装置中滴加浓硫酸；
②若要收集满干燥的SO2气体，装置排列顺序为：气体发生装置、干燥装置、收集装置、检验装置、尾气处理装置；
③根据题干信息：硫化铜不与H+反应，与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S和NO气体，确定反应物和生成物书写方程式，根据反应方程式设计通过检测硫酸根离子检测黑色物质中是否存在CuS．

解答 解：加入的X需将铁除去，且不能与铜反应选择稀硫酸，反应①为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2↑，过滤后铜与氧气反应②为：2Cu+O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，转化为氧化铜，反应③CuO+H2SO4═CuSO4+H2O；途径Ⅱ，在加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（1）废铜料中有铁和铜，要生产硫酸铜，需将铁除去，因此可加入足量稀硫酸将铁除去，铜与硫酸不反应，过滤后得到固体铜，
故答案为：H2SO4；过滤；
（2）途径Ⅱ是铜与浓硫酸反应Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O生成硫酸铜、二氧化硫和水，二氧化硫为有毒气体，且浪费硫酸，因此对比途径I、Ⅱ，途径Ⅰ没有二氧化硫产生，硫酸的利用率高，无污染，
故答案为：ad；
（3）①装置A、a，用浓硫酸与铜反应制取二氧化硫，装置A为分液漏斗，用于滴加浓硫酸，
故答案为：分液漏斗；  
②制取干燥的SO2气体，装置排列顺序为：气体发生装置、干燥装置、收集装置、检验装置、尾气处理装置，A、a 为气体发生装置、b、c（f、g）为收集装置、d、e用浓硫酸是干燥装置、f、g（b、c）是防倒吸装置、h是尾气处理装置，所以排列顺序是debcgfh或defgcbh、defgbch，
故答案为：debcgfh或defgcbh；defgbch；
③反应终止后，发现烧瓶中有黑色物质出现，其中可能含有CuO、CuS等杂质，硫化铜不与H+反应，与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S为硫酸根离子和NO气体，所以离子反应为：3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，检测黑色物质中是否存在CuS，需检测是否含有硫酸根离子，即加入足量的稀硝酸，振荡静置，取上层清液少许于试管中，加入几滴氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明黑色物质中存在CuS，
 故答案为：3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O；加入足量的稀硝酸，振荡静置，取上层清液少许于试管中，加入几滴氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明黑色物质中存在CuS．

点评 本题考查硫酸铜、二氧化硫的制备，侧重考查学生实验操作、分析能力，会根据实验目的排列装置顺序，易错选项是（3）③，注意酸性条件下硝酸根离子的性质、硫元素的化合价变化，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．下列说法正确的是（　　）
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的负极反应不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
9．下列说法正确的是（　　）
A．能够发生化学反应的碰撞是有效碰撞
B．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
C．反应物分子的每次碰撞都能发生化学反应
D．增大反应物浓度时，活化分子百分数增大
7．短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示，B、D最外层电子数之和为12．回答下列问题：
  A B
 C  D
（1）与元素B、D处于同一主族的第2-5周期元素单质分别与H2反应生成1mol气态氢化物对应的热量变化如下，其中能表示该主族第4周期元素的单质生成1mol气态氢化物所对应的热量变化是b（选填字母编号）．
a．吸收99.7kJ  b．吸收29.7kJ  c．放出20.6kJ   d．放出241.8kJ
（2）DB2通过下列工艺流程可制化工业原料H2DB4和清洁能源H2．

①查得：
化学键H-HBr-BrH-Br
键能（kJ/mol）436194362
试写出通常条件下电解槽中发生总反应的热化学方程式：2HBr（aq）=Br2（aq）+H2（g）△H=+94 kJ/mol
②根据资料：
化学式Ag2SO4AgBr
溶解度（g）0.7968.4×10-6
为检验分离器的分离效果，取分离后的H2DB4溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO3溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀出现，最终出现白色沉淀，证明分离效果较好．
③在原电池中，负极发生的反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+．
④在电解过程中，电解槽阴极附近溶液pH变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．
⑤将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO2+2H2O=H2+H2SO4．该生产工艺的优点
有溴可以循环利用，获得清洁能源氢气（答一点即可）；缺点有生成过程有有毒物质，电解循环能源消耗大（答一点即可）．
（3）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入Cl2，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br-和BrO3-，其离子方程式为Br2+6 CO32-+3H2O=5 Br-+BrO3-+6HCO3-．
（4）CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2（s）=2CuBr（s）+Br2（g）△H=+105.4kJ/mol．在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时P（Br2）为4.66×103 Pa．
①如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p（Br2）将会增大（填“增大”“不变”“减小”）．
②如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p（Br2）的变化范围为2.33×103 Pa＜p（Br2）≤4.66×103 Pa．
14．乙二酸（H2C2O4）俗名草酸，可用于除锈、织物漂白等．一种制备草酸的简要流程如图：

完成下列填空：
（1）步骤I生成甲酸钠、步骤Ⅱ加热放出H2，写出操作Ⅱ的化学反应方程式．2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑
（2）步骤Ⅱ和 V都是过滤，滤渣分别为CaC2O4和CaSO4．写出试剂a和试剂b的化学式．
试剂aCa（OH）2    试剂bH2SO4
（3）将草酸溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等操作，最终获得草酸晶体．
（4）H2C2O4加热分解的产物为CO2、CO、H2O．用纯净的草酸晶体不能证明有H2O生成，原因是草酸晶体中含有水．
（5）草酸晶体的纯度测定：称取草酸晶体0.250g置于烧杯中，并加一定量水溶解．将硫酸酸化的0.0400mol/L KMnO4溶液置于酸式滴定管中，滴定过程中生成CO2和MnSO4．终点时消耗KMnO4溶液25.00mL．则H2C2O4的含量为50.4%%．
（6）在滴定时，向草酸溶液中匀速滴入酸性KMnO4溶液，溶液的褪色速度总是先慢后快．推测上述现象与Mn2+离子有关．原因是生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用．
4．一定条件下的密闭容器内发生4NH3+5O2?4NO+6H2O的反应，下列反应速率关系正确的是（　　）
A．V${\;}_{N{H}_{3}}$=$\frac{4}{5}$V${\;}_{{O}_{2}}$B．V${\;}_{N{H}_{3}}$=V${\;}_{{O}_{2}}$=V${\;}_{{H}_{2}O}$
C．V${\;}_{{O}_{2}}$=$\frac{4}{5}$VNOD．V${\;}_{{O}_{2}}$=$\frac{6}{5}$V${\;}_{{H}_{2}O}$
11．判断下列有关化学基本概念的依据正确的是（　　）
A．氧化还原反应：元素化合价是否变化
B．碱性氧化物：是否是金属氧化物
C．电解质和非电解质：溶于水或熔融状态下能否导电
D．同素异形体：是否由同一种原子构成
8．下列关于S、SO2、H2SO4的叙述中，正确的是（　　）
A．硫是一种易溶于水的黄色晶体
B．SO2溶于水生成H2SO4
C．用氢氧化钠溶液处理含有SO2的尾气
D．浓H2SO4不稳定，光照易分解
9．根据要求回答下列问题：
（1）写出CO2通入苯酚钠溶液中的化学方程式：C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-，写出1，2丙二醇被催化氧化的化学方程式：+O2$→_{△}^{Cu}$+2H2O．
（2）乙醇醛球棍模型如图，一个乙醇醛说法错误的是C．
A．有2种含氧官能团  B．能发生银镜反应
C．与葡萄糖互为同系物  D．与乙酸互为同分异构体
（3）1molNaOH溶液反应最多消耗4molNaOH，1mol该物质因发生加成反应可消耗1molBr2．
（4）该分子中一定与苯环处于同一平面的碳原子有4个（不包括苯环上的碳原子），分子中含有2种双键．

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