题目内容

27.某兴趣小组设计出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。

(固定装置略去)

(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2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是                       。再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是                            。

(3)题27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)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步骤为            ,实验现象为             ;但此实验的不足之处是                 。

(1)检查装置气密性。

(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

反应变缓,气体颜色变淡。

(3)丙;耗酸量最少,无污染。

(4)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;c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色;没有处理尾气。

解析:本题以绿色化学为载体,考查了思维的全面性和优选能力。

三种方案如下:甲:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;

乙:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;

丙:2Cu+O22CuO,

CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。

三种方案相比:丙方案消耗酸最少,没有污染性气体产生,体现了环保节能的原则。

(4)中的设计原理为:16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O①;Cl2+2Br-===Br2+2Cl-②。

利用①中产生的Cl2,继续反应②,具体操作:

向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓HCl,c中产生的黄绿色气体进入d,产生单质Br2溶液变黄棕色,但没有尾气处理装置。

 


练习册系列答案
相关题目
Cl2和SO2是中学化学中常见的气体.
(1)某活动小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质.
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①从左端通入SO2时和通入Cl2时,装置A中观察到的现象是否相同
 
?(填“相同”或“不同”之一).
②装置E中盛放的物质可以为
 
;若装置D装的是铁粉,通入Cl2与铁粉充分反应时现象为
 
.
③若装置B中装有10.0mL 1.0mol?L-1的碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了0.1mol电子.该反应的化学方程式为
 
.
④若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比4:3,当Cl2与含X的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀产生,取上层清液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,且沉淀加盐酸不溶解.写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式
 
(离子方程式不必配平).
(2)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置.
①气体发生装置A产生的气体是
 
;若Cl2和SO2在装置D中恰好完全反应,写出反应的离子方程式
 
.
②实验室制备SO2和Cl2通常采用下列反应:
Na2SO3+H2SO4(浓)      Na2SO4+H2O+SO2↑;
MnO2+4HCl(浓)     MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,下列所给仪器装置中能够制备并收集干燥、纯净Cl2的装置为
 
(填下列各项序号).
③设计实验验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量.(简要说明实验步骤、现象和结论)
 
.仪器自选;可供选择试剂:①氯化铁溶液  ②氯化亚铁溶液  ③硫氰化钾溶液  ④品红溶液  ⑤酸性高锰酸钾溶液.

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