题目内容

某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4·5H2O晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2，反应中固体完全溶解，两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g，其中铜的质量分数为x，试回答下列。
（1）所得硫酸铜晶体的质量y为：                       g（用x表示）；
（2）若x =0.4,混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为：           ；
（3）若x=0.4,480g固体混合物与一定量混酸微热后，充分反应，冷却恰好只得到CuSO4·5H2O,试求原混酸中H2SO4的质量分数。
（1）375x + 1500   （2）1∶3.3    
(3)n(Cu)=
n(CuO)=
m(H2SO4)=(3mol+3.6mol)×98g/mol=646.8g
m(NO)="2/3" n(Cu)×30g/mol=60g
ω(H2SO4)=
（结果在52%-53%不扣分，其余不给分）
考查根据方程式进行的有关计算。
（1）根据铜原子守恒可知，生成硫酸铜晶体的质量是＝375x + 1500。
（2）X＝0.4，则铜和氧化铜的物质的量分别是n(Cu)=
n(CuO)=
根据原子守恒可知，硫酸的物质的量是3mol＋3.6mol＝6.6mol
根据电子得失守恒可知，硝酸的物质的量是
所以混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为1∶3.3
（3）见答案。
练习册系列答案
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（16分）硫酸是一种实验室常用的化学试剂。请按要求填空：
（1）浓硫酸试剂瓶上适合贴上的图标是              （填写字母标号）。

（2）实验室有1.00mol·L-1的硫酸溶液，从中准确量出10.00 mL，其物质的量浓度为     mol·L-1。现将准确量出的10.00 mL的硫酸溶液配制成0.100mol·L-1的稀硫酸，所需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒还需     和       。
（3）用图所示的实验装置验证铜与浓硫酸反应生成的气体产物，则装置②、③分别为           。

A．品红溶液  B．BaCl2溶液  C．NaOH溶液  D．AgNO3溶液
（4）装置①中发生反应的化学方程式为                                     ，
若装置①中加入铜6.4g和含有0.2molH2SO4的浓硫酸，则产生二氧化硫质量             
A．等于6.4克       B．大于6.4克       C．小于6.4克       D．不能确定
（5）若将装置①中的铜片换成木炭，装置②试管内为品红溶液， 装置③试管内为澄清石灰水，则装置①中发生反应的化学方程式为                  。装置②中的现象是                  。根据装置③观察到有白色沉淀生成的现象 ，         （填“能”或“不能”）判断该白色沉淀一定只有CaCO3。
（13分）下图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答：

⑴①中发生反应的化学方程式为                                          。
⑵②中的实验现象为              ，此实验说明SO2是             氧化物。
⑶③的品红溶液            ，证明SO2有                   。
⑷④中的实验现象为                             ，此实验说明SO2有       性。
⑸⑤中的实验现象为                             ，此实验说明SO2有       性。
⑹⑥的作用是                  ，反应方程式是                              。
臭氧分子的结构与SO2（极性分子）相似，可读做二氧化氧，在臭氧层中含量达0.2 ppm（ppm表示百万分之一）。臭氧是氧气吸收了太阳的波长小于242 nm的紫外线形成的，不过当波长在220 nm～320 nm的紫外线照射臭氧时，又会使其分解。下列说法中正确的是
A．打雷时也能产生臭氧，臭氧分子是直线型分子
B．臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均须吸收能量
C．臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定
D．向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解
下列酸在与金属反应时，其中S元素或N元素的化合价不发生变化的是(       )
A．稀硫酸B．浓硝酸C．浓硫酸D．稀硝酸
S8分子形成的单斜硫和斜方硫是同素异形体，转化关系如下：
S（斜方，固）S（单斜，固）△H=+0.398kJ·mol－1若NA为阿伏加德罗常数，则下列说法中，错误的是（   ）
A．常温下斜方硫比单斜硫稳定
B．单斜硫和斜方硫之间的转化属于物理变化
C．单斜硫和斜方硫在充足的氧气中燃烧均生成SO2 ?
D．64 g 单斜硫和斜方硫的混合物含硫原子数目为2NA
下列几种物质均能使品红褪色，其中有一种物质使品红褪色的原理与其他几种不同，该物质是（   ）
A．过氧化钠　B．臭氧　　C．二氧化硫　D．过氧化氢
强热FeSO4固体发生反应：2FeSO4  Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑，若将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则（  ）
A．析出BaSO3沉淀B．析出BaSO4沉淀C．逸出SO3气体D．逸出SO2气体
某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应，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、CC14、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓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：小组交流滴录
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=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少10%左右。
根据上述材料回答下列问题：
（1）D、E两支试管中CC14的作用是                    ；
（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：                    ；
（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（HSO3）2的缘故。请你设计实验验证学生1的猜想                 
                                                           ；
（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                                              ；（写化学式）
（5）反应完全后稀释溶液呈酸性，学生2猜想反应中浓硫酸可能过量，请你设计一个简单的实验以验证稀释后的溶液由于硫酸过量呈酸性，                            。

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