例15.(08年海南化学·16)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2
2MgO;②3Mg+N2
Mg3N2;③2Mg+CO2
2MgO+C;
④Mg+H2O
MgO+H2↑;⑤Mg3N2 +6H2O =3Mg(OH)2↓+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
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回答下列问题;
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别 。
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号) 。
(3)通气后,如果同时点燃A、F装置的酒精灯,对实验结果有何影响? ,原因是 。
(4)请设计一个实验,验证产物是氮化镁: 。
[解析]本实验的目的是:在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2),
而在实验中,氧气、二氧化碳和水都能与镁反应,所以在把氮气通入A之前要除去空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气,除去氧气要用装置F,除去二氧化碳要用装置D,除去水蒸气要用装置B,并且除去的由前到后的顺序为:二氧化碳-水蒸气(从装置D中会带出水蒸气)-氧气。
[答案](1)B 目的是除去空气中的水蒸气,避免反应④发生;D 目的是除去空气中的CO2,避免反应③发生;F 目的是除去空气中的O2,避免反应①发生。
(2)j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)
(3)制得的氮化镁将不纯 因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应
(4)将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁
例16.(08年广东化学·22)
铜在自然界存在于多种矿石中,如:
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矿石名称 |
黄铜矿 |
斑铜矿 |
辉铜矿 |
孔雀石 |
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主要成分 |
CuFeS2 |
Cu5FeS4 |
Cu2S |
CuCO3·Cu(OH)2 |
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是 。
(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称 。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理: 。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
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选项 |
陈述Ⅰ |
陈述Ⅱ |
判断 |
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A |
铜绿的主成分是碱酸铜 |
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
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B |
铜表易形成致密的氧化膜 |
铜容器可以盛放浓硫酸 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
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C |
铁比铜活泼 |
例在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
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D |
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 |
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 |
Ⅰ错;Ⅱ对;无 |
[解析]
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是Cu2S
解释:CuFeS2:34.8% ;Cu5FeS4:63.5% ;Cu2S:80% ;CuCO3·Cu(OH)2:57.6%
(2) 反应的氧化剂是Cu2O,Cu2S
解释:Cu2O,Cu2S的Cu由+1被还原为0价,作氧化剂;Cu2S的S有-2价被氧化为+4价,作还原剂。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨。处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称硫酸,硫酸铵。
解释:处理SO2尾气一般为循环制备硫酸,和用Ca(OH)2或氨水吸收,可得到CaSO4和(NH4)2SO4等有价值的化学品。
(4) 简述粗铜电解得到精铜的原理:电解池中,粗铜作阳极,精铜作阴极,电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应,Cu失去电子,使Cu单质变为Cu2+进入溶液中Cu- e- == Cu2+;阴极上发生还原反应,Cu2+得到电子在阴极上析出Cu单质,Cu2++ e- == Cu,从而达到精制Cu的目的。
(5) 稀盐酸可以同Cu(OH)2与CuCO3反应,而且稀盐酸不能于Cu反应。所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿(CuCO3·Cu(OH)2),A正确。铜表面不能形成致密氧化膜;铜和浓硫酸在常温下是反应的,生成硫酸铜、SO2和水,反应很慢,反应过程中放热,随着反应的进行,速率会越来越快的,所以不能用铜制容器装浓硫酸,B错误。因为Fe比Cu活泼,所以Fe-Cu形成的原电池中,Fe作负极,更容易被氧化生绣,C错误。蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末,只有旧键的断裂,没有新键的形成(CuSO4·5H2O中,H2O与Cu2+有配位键),故不属于化学变化,只有物理变化;CuSO4可用作消毒剂,但与前者没有因果关系,D正确。
综上所述,答案选AD。
[答案](11分)(1)Cu2S (2)Cu2O,Cu2S (3)形成酸雨,会对植物和建筑物造成严重损害 硫酸 硫酸铵 电解池中,粗铜作阳极,精铜作阴极,电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应,Cu失去电子,使Cu单质变为Cu2+进入溶液中Cu-2e- === Cu2+;阴极上发生还原反应,Cu2+得到电子在阴极上析出Cu单质,Cu2++2e- === Cu,从而达到精制Cu的目的 (5)A D
[专题突破]
1.(07年广东化学·12)为了避免青铜器生成铜绿,以下方法正确的是
A.将青铜器放在银质托盘上
B.将青铜器保存在干燥的环境中
C.将青铜器保存在潮湿的空气中
D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜