题目内容

某CuO粉末与适量硫酸(ρ=1.7g/cm3)在微热下充分反应(设反应过程中无水份损失)，冷却后恰好全部形成CuSO4·xH2O，若此硫酸溶液的物质的量浓度为10.8mol/L，则x为（    ）

A．3.3            B．4.3            C．5            D．5.3

B  


解析:

因为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，由CuSO4·xH2O的组成可知原硫酸溶液中n(H2SO4)∶n(H2O)=1∶(x－1)；由公式c=1000ρw/M可求硫酸的质量分数为62.3%，则62.3%= 98/[98+18(x－1)]，解得：x=4.3。

练习册系列答案
相关题目
某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端投入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料一：小组交流记录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S（黑色）
材料二、探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减小10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是；
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
；D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸
．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（SHO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是：
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
．（写化学式）
（5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对比，学生2提出猜想是：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性，请写出该水解反应的离子方程式：
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
．
你的猜想是：
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
；
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
．
（6）该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu（OH）2固体，加热至80℃-100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X．冷却后称量，X的质量为72g．向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，据此可推得，X的化学式为
Cu2O
Cu2O
，可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
．
（2009?大连一模）细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”．其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O═2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe2（SO4）2═2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
．
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质 Cu（OH）2 Fe（OH）2 Fe（OH）3
开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4
沉淀完全pH 13 14 3.7
实验室有下列试剂可供选择A． H2O2   B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉；
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：
实验步骤 实验操作 实验操作的目的
步骤1
加入H2O2
加入H2O2
把二价铁氧化成三价
把二价铁氧化成三价
步骤2
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
保证三价铁完全沉淀
保证三价铁完全沉淀
步骤3
过滤
过滤
滤出氢氧化铁
滤出氢氧化铁
步骤4 洗涤
除去杂质
除去杂质
步骤5
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
 得到FeSO4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数．该实验小组的方法是向m g混合物中加入足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g．已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4．某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式
144n
64m
×100%．该学生的计算是否正确：
不正确
不正确
，请说明理由
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
．

某同学用含硫酸亚铁等杂质的工业硫酸铜制取纯净的氧化铜以探究其性质。

(1)制备氧化铜

①将工业硫酸铜加适量水溶解、搅拌、过滤除去不溶性杂质。简述检验滤液中含有Fe2+的操作方法：                                                              。

②向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热，当Fe2+转化完全后，为将Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀，而不会将Cu2+转化为沉淀，需慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5。加热煮沸后过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。再从溶液中分离出硫酸铜晶体。Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是                                               。

③在测定所得硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)x值的实验中，所用的玻璃仪器名称为：酒精灯、

玻璃棒、           ，实验过程中称量操作至少进行        次。

④用得到的硫酸铜晶体制氧化铜。

(2)探究氧化铜的性质

      在加热条件下，向下图所示装置中持续通入某纯净物X的蒸气，a处黑色物质变为红色，b处白色粉末变为蓝色，c处有无色液体产生。(设各步反应均进行完全)

   则X可能是                  (填一个化学式即可)，X与CuO反应的化学方程式是

                                                                    。
某同学用含硫酸亚铁等杂质的工业硫酸铜制取纯净的氧化铜以探究其性质
（1）制备氧化铜
① 将工业硫酸铜加适量水溶解、搅拌、过滤除去不溶性杂质。简述检验滤液中含有Fe2+的操作方法：____________________________。
② 向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热，当Fe2+转化完全后，为将Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀，而不会将
Cu2+转化为沉淀，需慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5。加热煮沸后过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。再从溶液中分离出硫酸铜晶体。Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是______________。
③ 在测定所得硫酸铜晶体（CuSO4·xH2O）x值的实验中，所用的玻璃仪器名称为：酒精灯、玻璃棒、_______________，实验过程中称量操作至少进行_______次。
④ 用得到的硫酸铜晶体制氧化铜。
（2）探究氧化铜的性质
在加热条件下，向下图所示装置中持续通入某纯净物X的蒸气，a处黑色物质变为红色， b处白色粉末变为蓝色，c处有无色液体产生。（设各步反应均进行完全）
则X可能是____________（填一个化学式即可），X与CuO反应的化学方程式是_____________。

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