题目内容

【题目】某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO,还含有少量Cu2O和SiO2等。利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示:

【资料】(1)硝酸受热易分解,且硝酸具有挥发性;

(2)二氧化硅不溶于酸。

(1)Cu、CuO及Cu2O均能溶于稀硝酸。“酸溶”时加入过量的稀硝酸的目的是______。

(2)“酸溶”时,反应温度不宜超过70 ℃,其主要原因是_____________,若保持反应温度为70 ℃,欲加快反应速率还可采取的措施为_____。

(3)“中和”时,试剂A最好选用________________(填字母)。

a.Fe2O3 b.CaCO3 c.Cu(OH)2

(4) “过滤”时所需的玻璃仪器有烧杯、____________、玻璃棒,玻璃棒的作用是_____,所得废渣的主要成分的化学式为______________。

(5)由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法:蒸发浓缩、________、过滤、冰水洗涤、低温烘干,采用冰水洗涤的目的是_________________。

【答案】 将Cu、CuO及Cu2O完全反应转化为Cu(NO3)2 防止温度过高HNO3分解(或者挥发) 搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度 c 漏斗 引流 SiO2 冷却结晶(或降温结晶) 洗去杂质的同时减少Cu(NO3)2晶体损耗

【解析】本题在利用固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程的情境下考查了酸的性质,过滤和物质的结晶。

(1) “酸溶”时加入过量的稀硝酸的目的是将Cu、CuO及Cu2O完全反应转化为Cu(NO3)2;

(2)硝酸受热易分解,且硝酸具有挥发性。“酸溶”时,反应温度不宜超过70 ℃,其主要原因是防止温度过高HNO3分解(或者挥发),搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度都能加快反应速率;

⑶“中和”时,试剂A最好是能与硝酸反应且不引入新的杂质,氢氧化铜能与硝酸反应生成硝酸铜和水。故选C。

⑷ “过滤”时所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,玻璃棒的作用是引流;固体废渣中的Cu、CuO、Cu2O、SiO2,只有二氧化硅不溶于酸,所得废渣的主要成分的化学式为SiO2;

⑸由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法:蒸发浓缩、冷却结晶(或降温结晶)、过滤、冰水洗涤、低温烘干,采用冰水洗涤的目的是洗去杂质的同时减少Cu(NO3)2晶体损耗。

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【题目】小明利用图甲装置测定空气中氧气的体积分数,多次实验后,发现每次测得氧气的体积分数总是远小于21%,他认为误差主要是由实验装置造成,于是改用图乙装置进行实验,步骤如下:①连接装置并检查气密性,②在量筒内加入100mL水,③在集气瓶中加入少量水使瓶内空气体积为250mL,④在燃烧匙内放入过量的红磷,塞紧瓶塞,关闭止水夹,接通电源使电烙铁发热,点燃红磷后,断开电源。⑤燃烧结束,充分冷却后,打开止水夹,待量筒内水面不再下降时,记录量筒内水的体积为60mL。试回答:

⑴ 若小明用图甲进行实验,写出检查装置气密性的方法:______________________。

⑵ 与装置甲相比,装置乙可以减小实验误差,其原因是____________。

⑶ 根据本实验数据,计算出空气中氧气的体积分数为_____________。

⑷ 小强同学按图1所示装置测定空气中氧气的含量,并用压强传感器实时地传回集气瓶内压强—时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压,p和p’分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压),下列说法正确的是_____________。

a.燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响

b.反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的

c.p=0.79p0,p’= p0是因为红磷比木炭消耗的氧气多。

d.由图三可推出空气中氧气的含量

【题目】我国著名化学家侯德榜先生,为世界纯碱工业技术的发展做出了杰出贡献。该法以NaCl、NH3、CO2等为原料,先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关化学反应为:

NH3+CO2+H2O═NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3══Na2CO3+CO2↑+H2O

Ⅰ.(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是_____。

a.NaHCO3难溶于水

b.NH4Cl难溶于水

c.NaHCO3的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出

d.NH4Cl的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出

(2)某活动小组根据上述原理,模拟碳酸氢钠的制备实验:将二氧化碳气体通入氨化的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示。

说明:(1)图中夹持、固定用的仪器未画出

(2)“氨化的饱和食盐水”就是向饱和食盐水中通入氨气至饱和

请回答:

①上图装置中有一处不合理,应如何更正_____________;活动小组合理更正装置后,加入试剂进行实验。

②实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是_____(填操作的名称);

③实验时,为提高二氧化碳的吸收量,须向饱和食盐水中先通入NH3至饱和的原因是______;

Ⅱ.该法所得的纯碱中常含有少量氯化钠,现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(图中夹持、固定用的仪器未画出)。

实验步骤如下:

①按上图连接装置,并检查气密性;

②准确称得盛有碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)的干燥管D的质量为83.4g;

③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中;

④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;

⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6g。

请回答:

(1)鼓入空气的目的是____________,装置A中试剂X的溶质最适宜选用______(填化学式);

(2)若没有C装置,则会导致测定结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不影响”);

(3)根据实验中测得的有关数据,纯碱样品中碳酸钠的质量分数为_____(用百分数表示,结果保留一位小数)。

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