摘要:化学实验方案的设计(二)性质实验方案的设计

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(16分)实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:         :         ;

为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置                。

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器X中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知: Ksp[Fe((OH)3]≈10-38)然后过滤、浓缩、结晶。

请回答下列问题:

①方案1中的仪器X名称是                。

②方案2为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             。

A、 CaO       B、NaOH      C、CuCO3      D、Cu2(OH)2CO3      E、Fe2(SO4)3 

④方案2中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因                     

                                                       。

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5g。

请回答下列问题:

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为              。

 

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(15分)实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:   :  ;

     为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置       。

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

如开始加入的铜粉为3.2 g,最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。①方案1中的B仪器名称是       。

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             。

A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3  E、Fe2(SO4)3 

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因        。

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O10.5g。

请回答下列问题:

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是         ,

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为         。

 

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实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:    ;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置       。

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

如开始加入的铜粉为3.2 g,最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。

①方案1中的B仪器名称是       。

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             。

A、 CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3  E、Fe2(SO4)3 

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因        。

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O10.5g。

请回答下列问题:

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是          ,

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为         。

 

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(18分)实验一:某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性,设计了如下实验方案。装置如图:

   实验方案:在两试管中分别加入过量镁条,同时将两注射器中的溶液注入相应试管中,观察产生氢气的速率和体积。

(1)盐酸与镁反应的离子方程式为            。

(2)在上述实验方案中有一明显欠缺,该欠缺是                                 。

(3)在欠缺已经改正的方案下,反应起始时,产生氢气的速率关系应是          ;最终产生氢气的体积关系应是                    。

(4)实验中产生的氢气体积比理论值高,可能原因是                                                 。

(5)通过比较起始反应的速率可以得出的结论是                                              。

(6)除上述方法外,还可以通过其他方法比较盐酸和醋酸的酸性,请写出其中一种更简单的方法      

                                                       。

实验二:某二元酸(H2B)在水中的电离方程式是:  H2B=H++HB-     HB- H++B2-

回答下列问题:

(1)请判断H2B是强电解质还是弱电解质?                   

(2)已知0.1mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1mol·L-1 H2B溶液中氢离子的物质的量浓度应      0.11 mol·L-1(填“<”,“>”或“=”)

(3)在0.1mol/L的Na2B溶液中,下列离子浓度关系式正确的是_______。

 A.c(H+)+c(HB-)+c(H2B)=0.1mol/L        B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+ c(HB-)

 C.c(Na+)+ c(H+)=c(OH-)+ c(HB-)+2c(B2-)   D.c(Na+)=2c(B2-)+2 c(HB-)

(4)0.1mol/LNaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_______________________。

 

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