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摘要:(3)CuSO4总反应式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
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I.下列是四组同学用铜制取硫酸铜晶体的方案:
甲组:将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,无反应.向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,若在溶液中放置些铂丝,反应速率明显加快.
乙组:Cu
氧气
△
CuO
稀
H
2
S
O
4
△
CuSO
4
丙组:Cu
硝酸银
Cu(NO
3
)
2
氢氧化钠
Cu(OH)
2
稀
H
2
S
O
4
CuSO
4
丁组:Cu
浓
H
2
S
O
4
△
CuSO
4
(1)甲组实验用一个化学反应方程式表示:
2Cu+O
2
+2H
2
SO
4
=2CuSO
4
+2H
2
O
2Cu+O
2
+2H
2
SO
4
=2CuSO
4
+2H
2
O
;使反应变快的可能原因是
;从该反应器溶液(含有少量H
2
SO
4
以抑制水解)中取得产品的实验操作步骤应为
加热蒸发
加热蒸发
、
结晶冷却
结晶冷却
、过滤并洗涤晶体,取得产品后的残留物质可循环使用.
(2)可持续发展的原则要求化工生产①原理科学;②能量消耗低;③原料利用率高;④无污染.则在四组方案中,
甲
甲
组方案最好.
II.另一化学兴趣小组从化学手册上查得硫酸铜500℃以上按照下式分解:CuSO
4
△
.
CuO+SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑为此他们设计了如图所示实验装置测定有关数据,并经计算确定该条件下CuSO
4
分解反应方程式中各物质的化学计量数.
实验测得数据及有关结果如下;
①准确称取4.80g无水CuSO
4
;②实验结束时干燥管D总质量增加1.92g;③测得量筒F中水的体积,得出气体在标准状况下的体积为224.0mL.试回答下列问题:
(3)装置B的作用是
吸收SO
3
,放出等物质的量的SO
2
吸收SO
3
,放出等物质的量的SO
2
.
(4)装置C的作用是
吸收水分干燥SO
2
和O
2
吸收水分干燥SO
2
和O
2
.
(5)为减少测量气体体积引起的误差,应注意的事项有:
此处不填
此处不填
①装置内气体的温度应恢复到室温,②调节量筒使其液面与E装置中的液面持平,③
读量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平;
读量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平;
(6)通过计算,推断出该条件下反应的化学方程式
3CuSO
4
△
.
3CuO+2SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑
3CuSO
4
△
.
3CuO+2SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑
.
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据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS
2
)氧化成硫酸盐.发生的反应为:
4CuFeS
2
+2H
2
SO
4
+17O
2
=4CuSO
4
+2Fe
2
(SO
4
)
3
+2H
2
O
(1)CuFeS
2
中Fe的化合价为+2,上述反应中被氧化的元素是
Fe和CuFeS
2
中的S
Fe和CuFeS
2
中的S
.
(2)工业生产中利用上述反应后的溶液,按如下流程图1可制备胆矾(CuSO
4
?5H
2
O):
①分析下列表格(其中K
SP
是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数):
K
sp
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe
3+
2.6×10
-39
1.9
3.2
Cu
2+
2.2×10
-20
4.7
6.7
步骤一应调节溶液的pH范围是
3.2≤pH<4.7
3.2≤pH<4.7
.请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO
4
溶液中Fe
3+
的原因
加入CuO与H
+
反应使c(H
+
)减小,c(OH
-
)增大,使溶液中c(Fe
3+
)?c
3
(OH
-
)>Ksp[Fe(OH)
3
],导致Fe
3+
生成沉淀而除去
加入CuO与H
+
反应使c(H
+
)减小,c(OH
-
)增大,使溶液中c(Fe
3+
)?c
3
(OH
-
)>Ksp[Fe(OH)
3
],导致Fe
3+
生成沉淀而除去
.
②步骤三中的具体操作方法是
蒸发浓缩,冷却结晶
蒸发浓缩,冷却结晶
.
(3)有人提出可以利用图2的装置从溶液B中提炼金属铜.该过程中右边电极的反应式是
4OH
-
-4e
-
=O
2
↑+2H
2
O
4OH
-
-4e
-
=O
2
↑+2H
2
O
,总反应的方程式是
2CuSO
4
+2H
2
O
通电
.
2Cu+2H
2
SO
4
+O
2
↑
2CuSO
4
+2H
2
O
通电
.
2Cu+2H
2
SO
4
+O
2
↑
.
(4)工业上冶炼铜的方法之一为:Cu
2
S(s)+2Cu
2
O(s)=6Cu(s)+SO
2
(g)△H
已知:①2Cu(s)+
1
2
O
2
(g)=Cu
2
O(s)△H=-12kJ?mol
-1
②2Cu(s)+S(s)=Cu
2
S(s)△H=-79.5kJ?mol
-1
③S(s)+O
2
(g)=SO
2
(g)△H=-296.8kJ?mol
-1
则该法冶炼铜的反应中△H=
-193.3kJ?mol
-1
-193.3kJ?mol
-1
.
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(2009?滨州模拟)Ⅰ.化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的试验方案作研究.甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中,不发生反应.他们向容器底部缓缓鼓入氧气,溶液慢慢变蓝色,若在溶液中放置有些铂丝,反应速率明显加快.此时,其他组的同学提出方案如下:
乙组:Cu
氧气
△
CuO
稀
H
2
S
O
4
CuSO
4
丙组:Cu
硫酸亚铁
CuSO
4
丁组:Cu
硝酸银
Cu(NO
3
)
2
氢氧化钠
Cu(OH)
2
稀硫酸
CuSO
4
戊组:Cu
浓
H
2
S
O
4
△
CuSO
4
(1)甲组试验可用一个化学反应方程式表示为
2Cu+O
2
+2H
2
SO
4
=2CuSO
4
+2H
2
O
2Cu+O
2
+2H
2
SO
4
=2CuSO
4
+2H
2
O
;使反应变快的可能原因是
形成了原电池
形成了原电池
;从该反应器溶液(含有少量H
2
SO
4
以抑制水解)中取得产品的试验操作步骤应为
加热蒸发;
加热蒸发;
、
冷却结晶
冷却结晶
、
过滤并洗涤晶体
过滤并洗涤晶体
,取得产品后的残留物质可循环使用.
(2)可持续发展的原则要求化工生产①原理科学;②能量消耗低;③原料利用率高;④无污染.则在五组方案中,有科学性错误的是
丙
丙
组方案,有污染的是
戊
戊
组方案,无污染但能量消耗较高的是
乙
乙
组方案,因此选择
甲
甲
组方案最好.
Ⅱ.另一化学兴趣小组从化学手册上查得硫酸铜500℃在以上按照下式分解:
CuSO
4
△
CuO+SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑,便决定设计试验测定反应生成的SO
2
、SO
3
和O
2
的物质的量,并经计算确定该条件下CuSO
4
分解反应方程式中各物质的化学计量数.试验可能用到的仪器如下图所示:
试验测得数据及有关结果如下;
①准确称取6.0g无水CuSO
4
;②在试验结束时干燥管总质量增加2.4g;③测得量筒中水的体积,得出气体在标准状况下的体积为280mL;试验结束时,装置F中的溶液只含NaHSO
4
和NaHSO
3
.按装置从左到右的方向,各仪器接口连结顺序为:①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦②
试回答下列问题:
(1)装置F的作用是
吸收SO
3
,放出等物质的量的SO
2
吸收SO
3
,放出等物质的量的SO
2
.
(2)装置D的作用是
吸收水分,干燥SO
2
和O
2
吸收水分,干燥SO
2
和O
2
.
(3)为减少测量气体体积引起的误差,应注意的事项有:
①装置内气体的温度应恢复到室温.
②
调节量筒使其液面与E装置中的液面持平
调节量筒使其液面与E装置中的液面持平
,
③
读曲量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平
读曲量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平
.
(4)通过计算,推断出该条件下反应的化学方程式
3CuSO
4
△
.
3CuO+2SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑
3CuSO
4
△
.
3CuO+2SO
2
↑+SO
3
↑+O
2
↑
.
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用石墨做电极电解:①稀H
2
SO
4
②K
2
SO
4
溶液 ③CuCl
2
溶液 ④CuSO
4
溶液 ⑤KOH溶液.
(1)阴阳极都有气体产生,且体积比(相同条件下)为2:1的是
①②⑤
①②⑤
(填序号,下同),其阳极的电极反应式都是
4OH
-
→O
2
↑+2H
2
O+4e
-
4OH
-
→O
2
↑+2H
2
O+4e
-
,阴极的电极反应式都是
4H
+
+4e
-
→2H
2
↑
4H
+
+4e
-
→2H
2
↑
,总反应的化学方程式是
2H
2
O
通电
.
2H
2
↑+O
2
↑
2H
2
O
通电
.
2H
2
↑+O
2
↑
.
(2)阴极.阳极都有气体产生,其中溶液的pH变小的是
①
①
,pH变大的是
⑤
⑤
.
(3)一个电极析出金属,一个电极析出气体,且溶液pH明显减小的是
④
④
,其总反应的化学方程式是
2CuSO
4
+2H
2
O
通电
.
2Cu+O
2
↑+2H
2
SO
4
2CuSO
4
+2H
2
O
通电
.
2Cu+O
2
↑+2H
2
SO
4
.
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如图甲、乙是电化学实验装置.
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液.
①甲中石墨棒上的电极反应式为
2H
2
O+O
2
+4e
-
═4OH
-
2H
2
O+O
2
+4e
-
═4OH
-
;
②乙中总反应的离子方程式为
2Cl
-
+2H
2
O
电解
.
H
2
↑+Cl
2
↑+2OH
-
2Cl
-
+2H
2
O
电解
.
H
2
↑+Cl
2
↑+2OH
-
;
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl
2
氧化了生成的I
2
.若反应中Cl
2
和I
2
的物质的量之比为5:1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为
5Cl
2
+I
2
+6H
2
O═10HCl+2HIO
3
5Cl
2
+I
2
+6H
2
O═10HCl+2HIO
3
.
(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO
4
溶液.
①甲中铁棒上的电极反应式为
Fe-2e
-
═Fe
2+
Fe-2e
-
═Fe
2+
;
②乙中Fe电极是
阴极
阴极
(填阳极或阴极),总反应式是
2CuSO
4
+2H
2
O
电解
.
2Cu+O
2
↑+2H
2
SO
4
2CuSO
4
+2H
2
O
电解
.
2Cu+O
2
↑+2H
2
SO
4
,电解一段时间后溶液PH将
减小
减小
(填增大、减小或不变)
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关 闭
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