30.(16分)某兴趣小组研究锌与不同浓度硫酸的反应,对所产生的气体进行如下研究。
(1)锌与浓硫酸反应产生SO2(Zn+2H2SO4(浓)= ZnSO4+SO2↑+2H2O),该小组同学设计了两个实验,分别证明了二氧化硫的氧化性和还原性(实验试剂及用品自选)。请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
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实 验 内 容 |
实 验 方 法 |
实 验 现 象 |
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验证氧化性 |
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验证还原性 |
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(2)锌与稀硫酸反应产生H2,该小组同学将H2通入灼热的氧化铜来验证氢气的还原性。如图是该组同学设计的发生装置,你认为应该选择的装置为 ,反应开始前,必须进行的操作是检查装置的气密性和 ;反应进行时,应先 再 ;实验过程中,观察到试管中固体颜色变化为 。
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(3)该小组同学取足量锌粒与2mol浓硫酸充分反应后,测得SO2和H2的总体积(标况下)为26.88L,放出的热量共为a kJ。SO2和H2的物质的量比为 ,已知锌与稀硫酸反应生成1molH2时放出热量为b kJ,则锌与浓硫酸反应生成1molSO2时放出的热量为 。
[选做部分]
29.(12分)某研究小组用电解法从粗铜(含少量锌、铁、银、金)中回收铜,并对阳极泥和电解液进行了研究,请你参与他们的研究活动。
(1)活动一:电解精制铜。
电解时,以粗铜为 极, 为电解液,电解一段时间后电解液的浓度 (选填:增大、减小、不变),阴极上的电极反应为 。
(2)活动二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理。
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①滤液1中含有的金属阳离子有 ,向滤液1中加入 可得到金属铜。
②写出阳极泥用稀硝酸处理时发生反应的离子方程式 。
(3)活动三:对残渣的研究。残渣含有极少量的黄金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些信息:
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序号 |
反应 |
平衡常数 |
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1 |
Au + 6HNO3(浓)= Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O |
< 1 |
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2 |
Au3+ +
4Cl- = AuCl4- |
>1 |
已知金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因 。