题目内容

【题目】胆矾(CuSO4·5H2O)有广泛的用途。某研究性学习小组利用某次实验后的稀硫酸、稀硝酸混合液制备胆矾。实验流程如下:

请回答下列问题:

(1)操作X为___,___。

(2)NO需要回收利用,写出NO与空气、H2O反应生成硝酸的化学方程式___。

(3)现有48g含CuO质量分数为20%的铜粉,与一定量的稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反应生成CuSO4。试求:

①理论上生成胆矾的质量为___g。

②原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比。___(写出计算过程)

【答案】蒸发浓缩 冷却结晶 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 180g 铜与硝酸反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
则消耗的硝酸n(HNO3)=0.4mol,
根据硫元素守恒n(H2SO4)=n(CuSO4·5H2O)=0.72mol,
则n(H2SO4):n(HNO3)=0.72mol:0.4mol=9:5

【解析】

(1)铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液,将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作,得到晶体;

(2)NO与空气、H2O反应生成硝酸,结合得失电子守恒、质量守恒配平方程式;

(3)计算CuO、Cu的质量,结合铜元素质量守恒可计算CuSO4·5H2O的质量;结合反应的离子方程式计算原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比。

(1)铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液,如得到胆矾,应将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作,然后经过滤、洗涤、干燥可得到晶体;

(2)NO与空气、H2O反应生成硝酸,反应的方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3;

(3)①n(CuO)==0.12mol, n(Cu)==0.6mol,
n(CuSO4·5H2O)=0.12mol+0.6mol=0.72mol;
m(CuSO4·5H2O)=0.72mol×250g/mol=180g,理论上生成胆矾的质量为180g;
②铜与硝酸反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
则消耗的硝酸n(HNO3)=0.4mol,
根据硫元素守恒n(H2SO4)=n(CuSO4·5H2O)=0.72mol,
则n(H2SO4):n(HNO3)=0.72mol:0.4mol=9:5。

练习册系列答案
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已知:①2NaC1O3+H2O2+H2SO4=2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O

②ClO2熔点-59℃、沸点11℃,浓度过高时易发生分解;

③H2O2沸点150℃

(1)仪器C的名称是__________________,仪器A的作用是_________________,冰水浴冷却的目的是_____________________和___________________________。

(2)该装置不完善的方面是________________________。

(3)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因,空气流速过慢时,___________;空气流速过快时,________________。

(4)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在C中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步完成,请将其补充完整:

①_____________________________(用离子方程式表示)

②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+

(5)NaClO2纯度测定:

①准确称取所得NaClO2样品10.0g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(C1O2-的产物为Cl-),将所得混合液配成250mL待测溶液;

②取25.00mL待测液,用2.0mol·L-1Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为__________________________,重复滴定3次,测得Na2S2O3标准液平均用量为20.00mL,则该样品中NaClO2的质量分数为_________________。(M(NaClO2)=90.5g/mol)

【题目】草酸是一种二元弱酸,可用作还原剂、沉淀剂等。某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O4·2H2O。回答下列问题:

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①电石与水反应很快,为了减缓反应速率,装置A中除用饱和食盐水代替水之外,还可以采取的措施是__________(写一种即可)。

②装置B中,NaClO将H2S、PH3 氧化为硫酸及磷酸,本身被还原为NaCl,其中PH3被氧化的离子方程式为______。该过程中,可能产生新的杂质气体Cl2,其原因是: _____________(用离子方程式回答)。

(2)乙组的同学根据文献资料,用Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。制备装置如上图2所示:

①装置D中多孔球泡的作用是______________________。

②装置D中生成H2C2O4的化学方程式为____________________________。

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(3)丙组设计了测定乙组产品中H2C2O4·2H2O的质量分数实验。他们的实验步骤如下:准确称取m g产品于锥形瓶中,加入适量的蒸馏水溶解,再加入少量稀硫酸,然后用c mol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至终点,共消耗标准溶液V mL。

①滴定终点的现象是______________________。

②滴定过程中发现褪色速率开始很慢后逐渐加快,分析可能的原因是_______________。

③产品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_______________(列出含 m、c、V 的表达式)。

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