题目内容

某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_______________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____________,理由是_____________________________________。

(4)该小组同学向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是________________________;该小组同学实验目的是_________________,但此实验的不足之处是_____________________________。

(1)检查装置气密性(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;反应变缓,气体颜色变淡(3)丙;耗酸量最少,无污染(4)c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色;证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2;没有处理尾气

解析试题分析:(1)因实验前要检查装置气密性,这是检查装置气密性的常见方法,故答案为:检查装置气密性;(2)因铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,由a向c中加2mL蒸馏水,硝酸进行的稀释,反应变缓,同时因二氧化氮能与水反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,c中气体颜色变浅,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;反应变缓,气体颜色变淡;(3)铜与浓硝酸制取硝酸铜时的方程式是:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,生成的NO2会造成大气污染,硝酸的利用率为1/2;铜与稀硝酸制取硝酸铜时的方程式是:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,生成的NO也会造成大气污染,硝酸的利用率为3/4;此过程用方程式可表示为:2Cu+O2 2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO32+H2O,从过程可以看出该过程不会产生有毒气体,环保且没有多消耗原料,故答案为:丙;耗酸量最少,无污染;(4)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,利用KMnO4与浓盐酸反应:2KMnO4KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,说明KMnO4氧化性强于Cl2,再利用产生的氯气与KBr溶液反应得到溴:Cl2+2KBr=2KCl+Br2,说明Cl2氧化性强于Br2,所以c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色,同时要注意尾气吸收,故答案为:c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色;证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2;没有处理尾气。
考点:硝酸的化学性质;绿色化学;氧化性还原性强弱的比较

练习册系列答案
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下图5个装置都是中学化学中常见的实验装置,某学习小组的同学欲用这些装置进行常见物质的制取并探究其性质(图中a、b、c表示止水夹),请对其进行完善或评价,试回答下列问题:

(1)将A、C、E相连后,以浓盐酸和                            (填写名称)为原料制取Cl2,仪器乙的名称是                                
(2)利用(1)中装置和药品,在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水分为两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实验,实验操作、现象、结论如下:

实验序号
实验操作
现象
结论

将所得氯水滴入品红溶液
品红溶液褪色
氯气与水反应的产物有漂白性

向所得氯水中加入碳酸氢钠粉末
有无色气泡产生
氯气与水反应至少产生一种酸性强于碳酸的物质
实验Ⅰ获得结论是否合理?         (填“合理”或“不合理”)。若选“不合理”,请说明理由(若选“合理”,则无需填写理由):                                       
实验Ⅱ获得结论是否合理?            (填“合理”或“不合理”)。若选“不合理”,请说明理由(若选“合理”,则无需填写理由):                                                    
(3)利用(1)中装置还可设计一个简单的实验比较Cl和S2的还原性强弱。则C中预期出现的现象是                                                                 
(4)将B、D、E装置相连接(打开止水夹a和止水夹b,关闭止水夹c),在B中盛装浓硝酸和铜片(将铜片放在有孔塑料板上),可制得NO2。一段时间后,欲用D装置探究NO2与水的反应,其操作步骤为:先                                               ,再                                           以使烧杯中的水进入试管丁,观察现象。

Ⅰ、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl.Cl2.H2SO4.H2O.KMnO4.MnSO4.K2SO4七种物质:
(1)该反应中,化合价升高的反应物是      
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:           
(3)上述反应中,氧化剂是   ,1 mol氧化剂在反应中得到    mol电子。
Ⅱ、某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数测定
 
(1)装置④中的x试剂为        
(2)装置③中发生反应的化学方程式为                           。该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生。改进该实验装置以减少副反应发生的方法是         
_________________________
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数
称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol·L-1 KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为:
3ClO+ I =  3Cl+ IO3    IO3 + 5I + 3H2O  =  6OH + 3I2              
实验测得数据如下表所示。

滴定次数
1
2
3
KI溶液体积/mL
19.98
20.02
20.00
 
该漂白粉中有效成分的质量分数为        。若滴定过程中未充分振荡溶液局部变浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将         (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)

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