题目内容

下列实验操作或装置符合实验目的是(  )
A.
魔方格

用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3
B.
魔方格

配制稀硫酸溶液
C.
魔方格

在铁制品上镀铜
D.
魔方格

(关闭止水夹)
检查装置气密性

试题答案

D
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(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)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。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
(1)①为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ;该反应中产生尾气污染空气,请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
(2)为了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:空气为氧化剂法
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,加入物质甲调节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方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为    
②方案中甲物质可选用的是     
A.CaO    B.NaOH     C.CuCO3      D.Cu2(OH) 2CO3    E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量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
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,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 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    
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含铜物质是化学中的重要试剂。例如利用新制氢氧化铜验证葡萄糖的还原性。
(一)新制氢氧化铜悬浊液的配制与应用:
(1)实验室制取新制氢氧化铜悬浊液的操作方法:在试管里加入10%的________溶液2mL,滴入2%的
_________溶液4~6滴(以上选填“硫酸铜”或“氢氧化钠”),振荡即成。这样操作的目的_______________________________________________。
(2)下列各组物质的溶液仅用新制的氢氧化铜悬浊液(必要时可以加热)不能检验出来的是______。 A.HCOOCH3,C6H5COOH,C6H5CH2OH
B.NaHSO4,BaCl2,Na2CO3,酚酞
C.HCOOH,HCOONa,HCOOCH2CH3
D.葡萄糖,CH2OHCHOHCH2OH
(二)下列是四个研究性学习小组分别从不同层面开展研究性学习活动:
(3)研究性学习小组甲为了探究新制氢氧化铜与久置氢氧化铜氧化性的差异性,利用乙醛作还原剂,他们设计的方案是:取编号为X、Y的两支试管,分别装入一定量的新制氢氧化铜悬浊液和氢氧化铜沉淀,再分别加入3mL乙醛溶液,同时用水浴加热几分钟,结果X试管里出现砖红色沉淀,而Y试管出现黑色。你认为可能的原因是_____________________________________________________________。
(4)研究性学习小组乙对教材实验结论“乙醛与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是Cu2O”提出质疑,他们认为红色沉淀不一定是Cu2O。为了确定红色沉淀的成分,开展了如下研究:
提出猜想:__________________________________________。
查阅资料:①Cu2O属于碱性氧化物;
②+1价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应;
③在空气中灼烧Cu2O会生成CuO。
设计方案:
方案1:取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化。
方案2:取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣。
方案3:称取红色沉淀a g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称重,反复多次至到固体恒重,称得质量为b g,比较a,b关系。
方案4:取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色银析出。
你认为合理的方案是_____________。
(5)研究性学习小组丙,设计新方案,装置如图所示。你认为要测定红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量:____________________________。
①通入氢气的体积;②反应前,红色沉淀和硬质试管的总质量;③完全反应后红色固体和硬质试管的总质量;④实验前,干燥管质量;⑤硬质试管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管质量。
(6)研究性学习小组丁上网查阅新闻得知,“2005年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家”。“变废为宝”符合绿色化学要求,因此他们想收集上述红色沉淀以制备化学试剂--蓝矾。
请你帮助他们设计一个实验方案:_________________________________________________________
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