题目内容

为测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成的NO气体和NO2气体的物质的量之比(用m表示),请从如图所示选用适当的实验装置,设计一个合理而简单的实验,用于测定m的值.其中E装置由甲、乙两根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量水,甲管有刻度(0mL~50mL),供量气用,乙管可上下移动,用来调节液面高低.

回答下列问题:
(1)实验中气体(NO和NO2)发生装置应选择______(填装置序号).
(2)要测定m值,需要将C中的溶液进行中和滴定,由于浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验.因此,中和滴定前必须进行的操作是______.
(3)装置的连接顺序是(填各装置接口的编号,连结胶管及夹持装置均省略)______.
(4)连接好装置,检查气密性后,应进行两步必要的操作:
第一,打开b,向E装置右管中加适量水;
第二______.
(5)实验前甲、乙两管液面在同一水平面上,最后读数时乙管的液面高于甲管的液面.此时应进行的操作是______.
(6)实验后若量气管中气体的体积(换算成标准状况下)为V(L),C中硝酸的物质的量为 n mol,则用含n和V的式子表示m=______.

解:(1)为保证NO和NO2完全被吸收以及被空气中氧气氧化,应通入氮气,则应选择B装置,故答案为:B;
(2)浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验,则可加水稀释,这样就不会氧化指示剂了,故答案为:将C中的溶液加适量水稀释;
(3)生成的混合气体经过水充分吸收后生成NO,从④进气,可用量气装置测量体积,最后应连接E装置中的⑨,
故答案为:③④⑤⑨;
(4)NO易被氧化,应排除空气,实验前应通入足量的氮气,故答案为:打开a,通足量N2,排净装置中的空气;
(5)读数时乙管的液面高于甲管的液面,应向下移动乙管,使甲、乙两管液面在同一水平面上,
故答案为:向下移动乙管,使甲、乙两管液面在同一水平面上;
(6)C中发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,生成nmolHNO3,则应有1.5nmolNO2,生成0.5nmolNO,所以原混合气体中NO为mol-0.5nmol,体积为(V-11.2n)L,1.5nmolNO2的体积为33.6nL,则二者的比值为m=
故答案为:
分析:(1)为保证NO和NO2完全被吸收以及被空气中氧气氧化,应通入氮气;
(2)浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验,则可加水稀释;
(3)生成的混合气体经过水充分吸收后生成NO,可用量气装置测量体积;
(4)NO易被氧化,应排除空气;
(5)应向下移动乙管,使甲、乙两管液面在同一水平面上;
(6)C中发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,根据方程式计算.
点评:本题较为综合,涉及气体的制备、收集以及测定等方面的考查,题目难度中等,注意制备气体的原理以及实验装置,根据反应的相关方程式计算.
练习册系列答案
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分析解答下列化学实验和计算问题:
(1)实验室常有下列仪器:A试管、B烧杯、C量筒、D容量瓶、E烧瓶、F酸式滴定管、
G蒸发皿、H坩埚等(用仪器序号填空)
①上述仪器中可以用来加热,但必须垫上石棉网的是
B、E
B、E

②“磨砂”是给玻璃仪器加强密闭防漏的一种处理工艺.上述仪器中使用了“磨砂”处理工艺的是
D、F
D、F

(2)用图甲装置能够完成下列实验中的
B、D
B、D
.(填序号)
A.用锌粒与稀硫酸制取氢气
B.用浓硫酸与浓盐酸制取HCl
C.用浓氨水与生石灰制取NH3
D.用铜与浓硝酸反应制取NO2
(3)如用乙代替甲中的C重新组装成一套 装置,用KMnO4、浓HCl、NaBr溶液、NaOH 溶液来验证KMnO4、Cl2、Br2的氧化性强弱顺序.实验时观察到B中的现象是
溶液由无色变为橙黄色
溶液由无色变为橙黄色

(4)某久置的亚硫酸钠样品已部分变成硫酸钠.某同学为测定该样品中亚硫酸钠的质量分数,称取m1g该样品放在烧杯中加入适量蒸馏水完全溶解,加入足量的稀盐酸充分反应,再滴加BaCl2溶液直至沉淀完全.经过滤、洗涤、干燥、称量得m2g沉淀.
①判断SO42-沉淀完全的实验方法是
静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42-沉淀完全,反之未沉淀完全;
静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42-沉淀完全,反之未沉淀完全;

②该样品中亚硫酸钠的质量分数是
233m1-142m2
233m1
×100%
233m1-142m2
233m1
×100%
(用m1、m2的代数式表示).如果过滤后省去沉淀的洗涤操作,则测得的亚硫酸钠的质量分数
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
间接碘量法测定胆矾中铜含量的原理和方法如下:
已知:在弱酸性条件下,胆矾中Cu2+与I-作用定量析出I2,I2溶于过量的KI溶液中:I2+I-═I3-,又知氧化性:Fe3+>Cu2+>I2>FeF63-;析出I2可用c mol?L-1Na2S2O3标准溶液滴定:2S2O32-+I3-═S4O62-+3I-
操作:准确称取ag胆矾试样(可能含少量 Fe2(SO43),置于250mL碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中,加50mL蒸馏水、5mL 3mol?L-1H2SO4溶液,加少量NaF,再加入足量的10%KI溶液,摇匀.盖上碘量瓶瓶盖,置于暗处5min,充分反应后,加入1~2mL0.5%的淀粉溶液,用Na2S2O3标准溶液滴定到蓝色褪去时,共用去V mL标准液.
(1)实验中,在加KI前需加入少量NaF,推测其作用可能是
 

(2)实验中加入硫酸,你认为硫酸的作用是
 

(3)硫酸铜溶液与碘化钾溶液反应生成白色沉淀(碘化亚铜)并析出碘,该反应的离子方程式为:
 

(4)下列关于滴定中的操作及说法正确的是
 

A.在使用滴定管前,应先检查是否漏水,在确保滴定管不漏水后方可使用
B.润洗滴定管时,从滴定管上口加入适量待装溶液,把滴定管夹在滴定管夹上,慢慢放出溶液
C.接近终点时,用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁以减小实验误差
D.滴入最后一滴Na2S2O3标准液,溶液变成蓝色,且半分钟内不褪色,即为终点
(5)根据本次实验结果,该胆矾试样中铜元素的质量分数ω(Cu)=
 

(12分) 从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。
方案甲:

方案乙:

(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案   ,理由是                 
(2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________________,
若不考虑绿色化学要求,溶解铜生成硫酸铜时,还可将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使铜溶解完全,则理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:      
(3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测:
①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。
通过计算测知该晶体的化学式是              
(4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl :
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3 =" 2" CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO42溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO42溶液。有关反应的离子方程式为:  
Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl,Ce4+ + Fe 2+ = Fe 3+ + Ce3+
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。

(12分) 从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。

方案甲:

方案乙:

(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案    ,理由是                 

(2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________________,

若不考虑绿色化学要求,溶解铜生成硫酸铜时,还可将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使铜溶解完全,则理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:       

(3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测:

①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g

 ②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。

通过计算测知该晶体的化学式是              

(4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl :

2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3 = 2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2

测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3 溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO42溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO42溶液。有关反应的离子方程式为:  

Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl ,Ce4+ + Fe 2+ = Fe 3+ + Ce3+

    通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。

 

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