题目内容

7．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料，可用不同的方法制得硫酸铜．
Ⅰ．将适量浓硝酸分多次加到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示），把硫酸铜晶体用小火慢慢加热即得无水硫酸铜．
（1）图1分液漏斗内装的液体是浓硝酸．图2是图1的改进装置，与图1相比，图2装置的明显优点是防止倒吸、有害气体能被完全吸收．
（2）用制得的无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时，除了发现固体变蓝外，还发现该双氧水中有气泡产生，对此你有何猜想铜离子对双氧水分解有催化作用．．
Ⅱ．实验室用浓硫酸与铜反应，以进一步制取少量NaHSO3，实验装置如图3所示：
请回答：
（3）实验中取一定量Cu片和一定量浓H2SO4放在圆底烧瓶中共热，至反应结束后，向反应后的溶液中加入足量的CuO，过滤后将滤液加热浓缩，冷却结晶制得硫酸铜晶体（CuSO4•xH2O）．某小组同学采用加热法测定该晶体里结晶水x的值．
①请写出装置甲中发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
②加热法测定该晶体里结晶水x的值，结晶水完全失去的判断方法是两次称量不超过0.1g；
③如表是三次实验数据的平均值
坩埚质量坩埚与晶体总质量加热后坩埚与固体总质量
11.7g23.3g19.7g
根据表中数据计算出x的实测值为4．
（4）下列说法正确的是bd（填序号）．
a．甲装置使用的玻璃仪器有：酒精灯、玻璃管、长颈漏斗、圆底烧瓶
b．KMnO4溶液用于尾气处理
c．当把品红溶液滴入到锥形瓶中，若品红不褪色，说明无NaHSO3产生
d．当把品红溶液滴入到锥形瓶中，若品红褪色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3
e．若把品红溶液换成酸性高锰酸钾溶液，并滴入到锥形瓶中，不显紫红色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3

分析 （1）根据题意将适量浓硝酸分多次加到铜粉与稀硫酸的混合物中，分液漏斗中应为浓硝酸，浓硝酸被还原生成二氧化氮，随着浓度的降低，有NO生成；图2中中间的装置可防止倒吸，并发生氮的氧化物与碱的反应，使得氮的氧化物完全吸收；
（2）双氧水中有气泡产生，说明生成氧气，在催化作用下分解；
（3）①铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
②加热至恒重，两次称量质量不超过0.1g；
③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；
（4）a、装置中是分液漏斗；
b、高锰酸钾溶液可以吸收二氧化硫；
c、溶液中如果溶有SO2，则品红褪色，若无SO2则不褪色，但并不能说明无NaHSO3；
d、溶液中如果溶有SO2，则品红褪色，SO2过量与NaOH反应生成NaHSO3；
e、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫都可以和高锰酸钾反应．

解答 解：（1）由将适量浓硝酸分多次加到铜粉与稀硫酸的混合物中可知，分液漏斗中应为浓硝酸，
由装置比较可知，装置2中多出的装置能使溶液与导管不直接接触，防止倒吸，同时NO与氧气及碱反应，使有害气体能被完全吸收；
故答案为：浓硝酸；防止倒吸、有害气体能被完全吸收；
（2）双氧水中有气泡产生，说明生成氧气，在催化作用下分解；
故答案为：铜离子对双氧水分解有催化作用；
（3）①铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；反应的化学方程式为Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
故答案为：Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
②根据实验基本操作，物质加热失水至恒重最后两次称量的质量差不超过0.1g；
故答案为：两次称量不超过0.1g；
③该实验晶体的质量为23.3g-11.7g=11.6g，硫酸铜的质量为19.7g-11.7g=8.0g，水的质量为，11.6g-8.0g=3.6g，则n（CuSO4）=$\frac{8.0g}{160g/mol}$=0.05mol，n（H2O）=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，所以x=$\frac{0.2mol}{0.05mol}$=4；
答案为：4；
（4）a．甲装置使用的玻璃仪器有：酒精灯、玻璃管、分液漏斗、圆底烧瓶，故a错误；
b．KMnO4溶液用于尾气处理，二氧化硫是污染性气体不能排放到大气中，高锰酸钾溶液可以吸收二氧化硫，故b正确；
c．当把品红溶液滴入到锥形瓶中，溶液中如果溶有SO2则品红褪色，若无SO2则不褪色，但并不能说明无NaHSO，3．故c错误；
d．当把品红溶液滴入到锥形瓶中，若品红褪色，说明溶液中含有二氧化硫，过量的二氧化硫和氢氧化钠全部反应，说明NaOH已完全转化为NaHSO3，故d正确；
e．若把品红溶液换成酸性高锰酸钾溶液，并滴入到锥形瓶中，不显紫红色，高锰酸钾发生反应，其中亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫都可以和高锰酸钾反应，不能说明NaOH已完全转化为NaHSO3，故e错误；
故答案为：bd．

点评 本题考查铜与浓硫酸的反应，涉及物质的性质与现象、常见的实验操作，化学计算，分析实验现象是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．将190g MgC12溶于水配制成1L溶液．
（1）该溶液中MgC12的物质的量浓度为2mol/L，溶液中Cl-的物质的量浓度为4mol/L．
（2）从1L该溶液中取出10mL，10mL溶液中物质的量浓度为2mol/L，溶质的物质的量为0.02mol．
7．密度为1.17g•cm-3、浓度为36.5%的浓盐酸中，HCl的物质的量浓度为（　　）
A．13.2mol•L-1B．5.85mol•L-1C．23.4mol•L-1D．11.7mol•L-1
15．二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料．
Ⅰ二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：TiCl4水解生成TiO2•xH2O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2，此方法制备得到的是纳米二氧化钛．
（1）①TiCl4水解生成TiO2•x H2O的化学方程式为TiCl4+（x+2）H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl；
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方法2：可用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（2）Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
（3）甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+．
（4）加Fe的作用是将Fe3+ 转化为Fe2+．
Ⅱ二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：TiO2$\stackrel{①}{→}$TiCl4$→_{②}^{Mg_{800}℃}$Ti，反应②的方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因：防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用．
2．为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]的工艺．某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为Mg（OH）2+NH4Cl?MgOHCl+NH3↑+H2O，装置B中碱石灰的作用是干燥氨气．
（2）反应过程中持续通入N2的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是防止装置C中的AlCl3溶液倒吸入装置B．
（3）由MgCl2溶液蒸发得到MgCl2•6H2O晶体，蒸发的目的是a．
a．得到热饱和溶液      b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取．
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：用铂丝蘸取少量固体，置于酒精灯火焰上灼烧，若无黄色火焰产生，则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠．
②由MgCl2•6H2O制备无水MgCl2的操作在HCl氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg（OH）Cl．
12．4，7-二甲基香豆素（熔点：132.6℃）是一种重要的香料，广泛分布于植物界中，由间甲苯酚为原料的合成反应如下：

实验装置图如下：

主要实验步骤：
步骤1．向装置a中加入60mL浓硫酸，并冷却至0℃以下，搅拌下滴入间甲苯酚30mL（0.29mol）和乙酰乙酸乙酯26.4mL （0.21mol）的混合物．
步骤2．保持在10℃下，搅拌12h，反应完全后，将其倒入冰水混合物中，然后抽滤、水洗得粗产品
步骤3．粗产品用乙醇溶解并重结晶，得白色针状晶体并烘干，称得产品质量为33.0g．
（1）图中仪品名称：a三颈烧瓶，c布氏漏斗．
（2）简述装置b中将活塞上下部分连通的目的平衡上下气压，使漏斗中液体顺利流下．
（3）浓H2SO4需要冷却至0℃以下的原因是防止浓硫酸将有机物氧化和炭化．
（4）反应需要搅拌12h，其原因是使反应物充分接触反应，提高反应产率．
（5）确定最终产品是4，7-二甲基香豆素的实验或方法是测量熔点或测定其红外（紫外）光谱（及核磁共振氢谱）等．
（6）本次实验产率为89.3%．
19．以下有关元素性质的说法不正确的是（　　）
A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3　③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p1　原子半径④＞①＞③＞②
B．具有下列价电子排布式的原子中，①1s22s22p63s2；②1s22s22p63s23p1；③1s22s2 2p3；④1s22s22p4．第一电离能：③＞④＞①＞②
C．①Na、K、Rb　②N、P、As　③O、S、Se 　④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．某元素气态基态原子的逐级电离能（kJ•mol-1）分别为738、1451、7733、10540、13630、17 995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
16．已知在25℃、1.0×105Pa条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量．下列热化学方程式正确的是（　　）
A．H2O（g）═H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）△H=+242 kJ•mol-1B．2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-484 kJ•mol-1
C．H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=+242 kJ•mol-1D．2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=+484 kJ•mol-1
17．下列实验装置图所示的实验操作，正确的是（　　）
A．干燥Cl2B．配制硫酸溶液C．蒸馏D．分液

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