摘要:通过对常见酸.碱.盐物理性质及有关化学性质的理解,了解其保存方法和其在生产 生活中的用途

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硫酸铜是生产、生活中常见的物质,下面是某学习小组展开的探究实录:
Ⅰ、硫酸铜的制备
(1)某学习小组同学利用铜屑、稀硫酸为原料制备硫酸铜.其原理是在高温条件下将铜粉反复灼烧,使铜充分氧化成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应制备硫酸铜,请写出相应的化学方程式
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(2)通过查阅资料,同学们找到了一种工业制备硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)的流程,具体如下:将铜丝放到稀硫酸中,控温在50℃.加入10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发、降温结晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O.
①写出该工艺流程生成CuSO4的化学方程式
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O

②在上述生产过程中,控制温度在50℃和60℃加热的原因为
防止H2O2受热分解
防止H2O2受热分解

③上述生产流程的优点有
耗能少
耗能少
(写出一种即可);
④在过滤时,采用了右图所示的装置,你认为这样做的优点是
加快过滤的速度
加快过滤的速度

Ⅱ、硫酸铜的应用及相关实验
(1)波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中铜元素的化合价为
+2价
+2价
,该化学式可以写成盐和碱的形式
CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其杀菌机理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,这说明病原菌的主体是
蛋白质
蛋白质
(填一种有机物名称).
(2)为验证Al的化学性质比铜活泼,小怡做了以下实验,现象如下表:
Al片(未打磨) Al片(打磨)
CuSO4溶液
(5%,5mL)
无变化,数小时后铝片上附有极少气泡,几乎无红色物质 极少气泡,附着极少红色物质,持续较长时间
CuSO4溶液
(10%,5mL)
无变化,数小时后铝片附有稍多气泡,仅有极少红色斑点 稍多气泡,附着极少(多于5%)红色物质,持续较长时间
CuCl2溶液
(5%,5mL)
多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高 更多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高
认真分析上表,回答下列问题:
①铝和铜盐溶液反应速率与
铝片是否打磨
铝片是否打磨
硫酸铜溶液的浓度
硫酸铜溶液的浓度
不同的铜盐
不同的铜盐
有关,同时说明铜盐溶液中的Cl-
加快
加快
(填“加快”或“抑制”)反应速率,若实验室没有CuCl2溶液,则可以在CuSO4溶液中加入少许
盐酸
盐酸
(填物质名称),以使实验现象更为明显;
②该反应过程要
放热
放热
(填“吸热”或“放热”).经检验,产生的气体是一种能燃烧的单质,该气体是
H2
H2
(填化学式);
Ⅲ、硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)中结晶水(xH2O)含量的测定
在老师的指导下,学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)进行热分解,获得相关数据,并绘制成固体质量-温度的关系如下图.

(1)在加热过程中,随着水分的蒸发,固体颜色将由蓝色逐渐变为
色,最终变为黑色;
(2)写出固体质量由10.7g变为8.9g时的化学方程式
CuSO4?xH2O
  △  
.
 
CuSO4+xH2O↑
CuSO4?xH2O
  △  
.
 
CuSO4+xH2O↑

(3)650℃以上时,硫酸铜固体就会发生分解,生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气,此反应的化学方程式为
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2

(4)根据图中数据,计算CuSO4?xH2O中的CuSO4的质量分数.(要求:根据x的值进行计算,CuSO4的相对分子质量:160,H2O的相对分子质量:18)
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小伟生日,妈妈做了很多菜,小伟发现妈妈将拌了“安多夫”粉的肉类加入食醋腌制时产生大量气泡,引发了极大的兴趣.
【查阅资料】“安多夫”是一种嫩肉粉,可破坏肉质纤维结构,使肉质松软,其成分中含有碳酸氢钠(NaHCO3).小伟联想已经学过的碳酸钠(Na2CO3),其与碳酸氢钠比较,组成元素只相差一种元素氢元素,决定与化学兴趣小组的同学一道对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的异同点进行初步探究.
【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠的性质有哪些相同点和不同点?
【探究活动一】探究碳酸氢钠溶液的酸碱性?
【猜想1】碳酸氢钠溶液与碳酸钠溶液相似显碱性.
【进行实验1】
实验操作 实验现象 实验结论




猜想是正确的
【探究活动二】探究碳酸氢钠能否与酸反应?
【猜想2】碳酸氢钠与碳酸钠相似都能与稀盐酸反应
【进行实验2】将气球中的碳酸氢钠粉末、碳酸钠粉末分别加入试管中(如图1),气球迅速胀大,说明碳酸氢钠能与稀盐酸发生化学反应.联想到已学过的化学反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,请写出碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学反应方程式:
 

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             图1                                     图2
【探究活动三】探究NaHCO3与Na2CO3的热稳定性
【猜想3】NaHCO3和Na2CO3的热稳定性差,受热都会发生分解反应.
【进行实验3】为验证猜想,同学们设计并进行以下甲、乙两个对比实验,实验装置如图2所示,请你参与,完成下列表格中的空白:
  实验步骤 实验现象 实验结论
实验甲 取少量碳酸氢钠样品于试管中,加热使之充分反应,
1.试管壁上有水珠.
2.            
3.试管中仍残留有白色固体粉末
NaHCO3 受热易分解,产物是、二氧化碳和一种白色固体粉末.
实验乙 取少量碳酸钠样品重复实验甲的操作.                     碳酸钠受热不分解,
(1)完全反应后,同学们猜想试管中残留的白色固体粉末可能是氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3),他们猜想的主要依据是
 

(2)为了进一步确定反应后白色固体粉末的成分,同学们设计如下两个验证猜想的实验方案:
方案1:取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,加水溶解,并滴加酚酞试液,发现溶液变红,于是他们认为该白色固体粉末是氢氧化钠.但同学们经过反复交流讨论后,一致认为方案1得出的结论是不正确的,理由是:
 

方案2:同学们取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,进行如下实验:
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由此,同学们推断出该残留的白色固体粉末是
 
(填化学式),请写出上述实验涉及到的反应化学方程式:
 
 

(3)有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来验证残留的白色固体粉,那么它是
 
溶液.
【交流与讨论】
(1)根据实验甲及其探究活动的结果,请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式:
 

(2)通过实验探究大家明白了,碳酸氢钠与碳酸钠的化学性质既有相同之处,又有不同之处,物质的组成是决定物质
 
的重要因素之一.
(3)“安多夫”在使用和贮存过程中应注意哪些问题
 
(至少说出一点).
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小伟生日,妈妈做了很多菜,小伟发现妈妈将拌了“安多夫”粉的肉类加入食醋腌制时产生大量气泡,引发了极大的兴趣.
【查阅资料】“安多夫”是一种嫩肉粉,可破坏肉质纤维结构,使肉质松软,其成分中含有碳酸氢钠(NaHCO3).小伟联想已经学过的碳酸钠(Na2CO3),其与碳酸氢钠比较,组成元素只相差一种元素氢元素,决定与化学兴趣小组的同学一道对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的异同点进行初步探究.
【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠的性质有哪些相同点和不同点?
【探究活动一】探究碳酸氢钠溶液的酸碱性?
【猜想1】碳酸氢钠溶液与碳酸钠溶液相似显碱性.
【进行实验1】
实验操作实验现象实验结论




猜想是正确的
【探究活动二】探究碳酸氢钠能否与酸反应?
【猜想2】碳酸氢钠与碳酸钠相似都能与稀盐酸反应
【进行实验2】将气球中的碳酸氢钠粉末、碳酸钠粉末分别加入试管中(如图1),气球迅速胀大,说明碳酸氢钠能与稀盐酸发生化学反应.联想到已学过的化学反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,请写出碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学反应方程式:______.

       图1                   图2
【探究活动三】探究NaHCO3与Na2CO3的热稳定性
【猜想3】NaHCO3和Na2CO3的热稳定性差,受热都会发生分解反应.
【进行实验3】为验证猜想,同学们设计并进行以下甲、乙两个对比实验,实验装置如图2所示,请你参与,完成下列表格中的空白:
实验步骤实验现象实验结论
实验甲取少量碳酸氢钠样品于试管中,加热使之充分反应,
1.试管壁上有水珠.
2.      
3.试管中仍残留有白色固体粉末
NaHCO3 受热易分解,产物是、二氧化碳和一种白色固体粉末.
实验乙取少量碳酸钠样品重复实验甲的操作.          碳酸钠受热不分解,
(1)完全反应后,同学们猜想试管中残留的白色固体粉末可能是氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3),他们猜想的主要依据是______.
(2)为了进一步确定反应后白色固体粉末的成分,同学们设计如下两个验证猜想的实验方案:
方案1:取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,加水溶解,并滴加酚酞试液,发现溶液变红,于是他们认为该白色固体粉末是氢氧化钠.但同学们经过反复交流讨论后,一致认为方案1得出的结论是不正确的,理由是:______.
方案2:同学们取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,进行如下实验:

由此,同学们推断出该残留的白色固体粉末是______(填化学式),请写出上述实验涉及到的反应化学方程式:______、______.
(3)有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来验证残留的白色固体粉,那么它是______溶液.
【交流与讨论】
(1)根据实验甲及其探究活动的结果,请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式:______.
(2)通过实验探究大家明白了,碳酸氢钠与碳酸钠的化学性质既有相同之处,又有不同之处,物质的组成是决定物质______的重要因素之一.
(3)“安多夫”在使用和贮存过程中应注意哪些问题______(至少说出一点).

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某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。

【查阅资料】

<资料1> 该厂采用“侯氏制碱法”生产的化工产品为纯碱和氯化铵。(“侯氏制碱法”

是我国近代著名科学家侯德榜发明的一种连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺。)

<资料2> 生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质(MgCl2和CaCl2)及不溶性杂质。

<资料3> 部分生产流程如下图所示。

上述流程中涉及的部分反应的化学方程式为:MgCl2+2NaOH=    ▲    ↓+2NaCl;

Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl;NH4Cl== NH3↑+HCl↑

<资料4>生产原理:将氨气(NH3)和二氧化碳通入饱和食盐水中得到小苏打和氯化铵

的混合物,其反应的化学方程式为:NaCl+ NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3↓+ NH4Cl;分

离出固体产物,使其充分受热即可分解制得纯碱及两种常见的氧化物,此反应的化学方

程式为                       

【问题讨论】

(1)溶液A中的溶质为        ,操作Ⅱ的名称为     

(2)上述生产流程中可循环使用的是       (填序号)。

A. CO2        B. NH3        C. HCl        D.NaOH      E. Na2CO3  

(3)根据上述信息,请你设计实验区分碳酸钠和碳酸氢钠。

实验步骤

实验现象

实验结论

【含量测定】

研究小组的同学们为了测定该纯碱样品的纯度,设计了如下实验。

甲组:

取10.0 g纯碱样品(假定杂质在整个实验过程中不发生变化),向其中加入过量的盐酸,

直至样品中无气泡冒出。充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量,所得固体质量为10.9 g。样品中碳酸钠的质量分数为      (结果保留一位小数)。

乙组:

取10.0 g纯碱样品,利用右图所示装置,测出反应

后装置C增重了3.5 g(所加试剂均足量)。实验结束后,发现乙组测定的质量分数偏小,

其原因是           ▲          

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