题目内容

在由CuSO4、H2SO4组成的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后过滤.下列有关该实验的叙述中,正确的是(  )
A.滤液中含有Cu2+
B.反应中一定没有气体产生
C.滤出的固体可能是纯净物
D.溶液的质量有可能减小

试题答案

D
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(2006?包头)有一包粉末,可能由碳、氧化铜、铁三种物质中的一种或几种组成.为了研究它的组成,按如下步骤进行实验:(1)取少量粉末于烧杯中,然后加入过量的稀硫酸,并充分搅拌.则实验中可能出现的现象与对应结论如下表所示,请完成下表:
    烧杯中可能出现的现象     结论
①杯中有黑色不溶物,上层清液为无色 粉末中只含
烧杯中有黑色不溶物,上层清液为蓝色
烧杯中有黑色不溶物,上层清液为蓝色
粉末中含C、CuO
烧杯中有黑色不溶物,上层清液为浅绿色,有气泡产生
烧杯中有黑色不溶物,上层清液为浅绿色,有气泡产生
粉末中含C、Fe
(2)通过实验分析,最终确定此粉末为碳和氧化铜的混合物.
(3)为了进一步研究碳和氧化铜的性质,又补充做了下面两个实验:
【实验1】取少量此粉末敞口在空气中灼烧完全,冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,充分搅拌后,静置.则烧杯中
(填“有”或“无”)不溶物,溶液呈
 色.
【实验2】再取少量此粉末隔绝空气加热(假如碳完全反应),冷却到室温后,将剩余固体取出.为进一步研究剩余固体的组成,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,充分搅拌后,静置.则烧杯中
(填“有”或“无”)不溶物.①若静置后溶液呈无色,则溶液中的溶质是
H2SO4
H2SO4
,说明剩余固体中含有
Cu
Cu
.②若静置后溶液呈蓝色,则剩余固体中含有
Cu和CuO
Cu和CuO
,此时溶液中的溶质是
H2SO4和CuSO4
H2SO4和CuSO4
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小张同学得知我国早在西汉时期,就能利用铁单质与硫酸铜溶液反应制取铜,其反应的化学方程式为                   .他利用硫酸铜进行趣味实验,将浸泡了     色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃,观察到滤纸颜色变白,由湿变干后燃烧.在燃烧后的灰烬中出现红色固体.他很好奇,进行了相关探究,请你参与并填写有关空白.
【提出问题】
红色固体是什么物质?它是如何产生的?
【查阅资料】
(1)温度达200℃时,CuSO4开始分解生成CuO和另一种氧化物;此反应前后各元素的化合价保持不变.
(2)温度超过1000℃,CuO才分解生成氧化亚铜(Cu2O);Cu2O呈红色.
【作出猜想】红色固体①可能是Cu;②也可能是Cu2O;③还可能是      的混合物.
【实验探究】
(1)取红色固体观赏,呈亮红色;
(2)取少量红色固体于试管中,加入稀硫酸,固体不溶解,溶液仍为无色.
【分析推理】
(1)请教老师后得知,如有Cu2O存在,加入稀硫酸会发生如下反应:Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O结合实验探究的现象,确定亮红色固体为 铜 ,同时也说明滤纸燃烧时的温度低于 A (填序号)
A.200℃B.1000℃
(2)滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的,经分析,产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的CuO发生反应,生成亮红色固体和二氧化碳,请写出该反应的化学方程式                       
【交流讨论】
(1)将浸有硫酸铜溶液的滤纸点燃,刚开始不能燃烧,是因为                                   
(2)此实验中,CuSO4受热分解生成CuO和      (填化学式).

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将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体.某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究.请完成下列各题:
(一)猜想与假设:
猜想一:固体为CuCO3,理由:
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
(用化学反应方程式表示).
猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈
(填“酸”或“碱”)性.
猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物.
(二)资料查阅:
①结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4+5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:
(1)将反应后的固、液混合物经
过滤
过滤
、洗涤、室温晾干得蓝色固体.
Ⅱ.用下图所示方案,初步定性探究固体的成分.

(2)无色气体为
二氧化碳(CO2
二氧化碳(CO2

(3)加入足量铁屑发生反应的方程式为
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

结论:猜想
不成立.
Ⅲ.固体组成定量测定:
设固体为aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O,为测定其组成,称取24.0g蓝色固体.继续进行实验:
【实验步骤】

图中注射器处为两个单向阀:推注射器时a关闭,b处打开;拉注射器时,a打开进空气,b关闭.
实验步骤 ①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处试管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量.
问题探究:
(4)写出Cu(OH)2、CuCO3分解的化学方程式
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2

样品分解的总反应方程式
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2

说明装置B中样品没有完全反应的现象是
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)

(5)D中的药品为
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
,作用是
吸收B中生成的二氧化碳
吸收B中生成的二氧化碳

(6)进行步骤⑤的操作,是为了
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
,该操作中推注射器时缓缓的目的是
防止气流过快,C、D不能充分吸收
防止气流过快,C、D不能充分吸收

数据处理:
B C D E F
反应前 124.0g 250.0g 300.0g 350.0g 360.0g
反应后 116.0g 253.6g 304.2g 350.2g 360.0g
(7)据下表数据,E装置质量增加的原因是
气流带出D中水蒸气
气流带出D中水蒸气
;24.0g固体分解出水的质量为
3.6g
3.6g
 g,;
(8)求该固体的化学式中 a:b:c=
1:1:1
1:1:1
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