【題目】某學(xué)習(xí)小組利用下圖裝置探究銅與濃H2SO4的反應(yīng)(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗)。
資料:微量Cu2+與過量NaOH溶液發(fā)生反應(yīng):Cu2++4OH =[Cu(OH)4]2,[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的絳藍色溶液。
編號 | 實驗用品 | 實驗現(xiàn)象 | |
I | 10mL 15mol/L 濃H2SO4溶液 | 過量銅片 | 劇烈反應(yīng),品紅溶液褪色,150℃時銅片表面產(chǎn)生大量黑色沉淀,繼續(xù)加熱,250℃時黑色沉淀消失。 |
II | 10mL 15mol/L 濃H2SO4溶液 | 適量銅片 | 劇烈反應(yīng),品紅溶液褪色,150℃時銅片表面產(chǎn)生少量黑色沉淀,繼續(xù)加熱,250℃時黑色沉淀消失。 |
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
(2)將裝置C補充完整并標(biāo)明所用試劑________。
(3)實驗I中,銅片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。為探究黑色沉淀的成分,取出反應(yīng)后的銅片,用水小心沖洗后,進行下列操作:
i. 黑色沉淀脫落,一段時間后,上層溶液呈無色。 | ii. 開始時,上層溶液呈無色,一段時間后,上層溶液呈淡藍色。 |
甲認為通過上述兩個實驗證明黑色沉淀不含CuO,理由是________。
②乙同學(xué)認為僅通過顏色判斷不能得出上述結(jié)論,理由是______。需要增加實驗iii,說明黑色沉淀不含CuO,實驗iii的操作和現(xiàn)象是_______。
(4)甲同學(xué)對黑色沉淀成分繼續(xù)探究,補全實驗方案:
編號 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
iv | 取洗凈后的黑色沉淀,加入適量_____溶液,加熱。 | 黑色沉淀全部溶解,試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體,底部有淡黃色固體生成。 |
(5)用儀器分析黑色沉淀的成分,數(shù)據(jù)如下:
150℃取樣 | 230℃取樣 |
銅元素3.2g,硫元0.96g。 | 銅元素1.28g,硫元0.64g。 |
230℃時黑色沉淀的成分是__________。
(6)為探究黑色沉淀消失的原因,取230℃時的黑色沉淀,加入濃H2SO4,加熱至250℃時,黑色沉淀溶解,有刺激性氣味的氣體生成,試管底部出現(xiàn)淡黃色固體,溶液變藍。用化學(xué)方程式解釋原因____。
(7)綜合上述實驗過程,說明Cu和濃H2SO4除發(fā)生主反應(yīng)外,還發(fā)生著其他副反應(yīng),為了避免副反應(yīng)的發(fā)生,Cu和濃H2SO4反應(yīng)的實驗方案是______。
【答案】Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O NaOH溶液 實驗i和ii對比,上層溶液顏色不同,說明CuO與稀H2SO4反應(yīng)生成Cu2+,i中上層溶液無色,說明不含Cu2+,因此黑色沉淀不含CuO。 溶液中Cu2+濃度過低,無法呈明顯的藍色 取實驗i的上層清液,加入過量NaOH溶液,再加入一定量甘油,振蕩,未觀察到絳藍色 HNO3 CuS CuS+2H2SO4S↓+CuSO4+SO2↑+2H2O 將燒瓶中10mL15mol/L的濃H2SO4加熱至250℃以上,其后加入適量銅片
【解析】
(1)A中銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫、水;
(2)二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸,污染空氣?/span>
(3)①CuO與稀H2SO4反應(yīng)生成Cu2+,溶液變藍;
②溶液中Cu2+濃度過低,無法呈明顯的藍色;檢驗上層溶液是否含有Cu2+;
(4)試管上部出的現(xiàn)紅棕色氣體是NO2,底部淡黃色固體是S單質(zhì);
(5)根據(jù)n(Cu):n(S)可計算化學(xué)式;
(6)取230℃時的黑色沉淀,加入濃H2SO4,加熱至250℃時,黑色沉淀溶解,有刺激性氣味的氣體生成說明放出二氧化硫氣體,試管底部出現(xiàn)淡黃色固體S,溶液變藍說明有CuSO4生成,根據(jù)得失電子守恒配平方程式;
(7)綜合上述實驗過程可知加熱至250℃時可避免銅與濃硫酸發(fā)生副反應(yīng)。
(1)A中銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫、水,反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)二氧化硫污染空氣,所以裝置C中盛放NaOH溶液吸收二氧化硫,裝置圖為;
(3)①CuO與稀H2SO4反應(yīng)生成Cu2+,溶液變藍;實驗i和ii對比,i中上層溶液無色,說明不含Cu2+,因此黑色沉淀不含CuO。
②如果溶液中Cu2+濃度過低,也無法呈明顯的藍色,所以僅通過顏色判斷不能得出黑色沉淀不含CuO的結(jié)論;根據(jù)資料信息:微量Cu2+與過量NaOH溶液發(fā)生反應(yīng):Cu2++4OH=[Cu(OH)4]2,[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的絳藍色溶液。因此說明黑色沉淀不含CuO的實驗iii的操作和現(xiàn)象是取實驗i的上層清液,加入過量NaOH溶液,再加入一定量甘油,振蕩,未觀察到絳藍色;
(4)黑色沉淀中加入適量硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),硝酸被還原為紅棕色氣體是NO2,氧化產(chǎn)物是S單質(zhì);
(5)230℃取樣,銅元素1.28g,硫元0.64g,則n(Cu):n(S)=,所以230℃時黑色沉淀的成分是CuS;
(6)取230℃時的黑色沉淀,加入濃H2SO4,加熱至250℃時,黑色沉淀溶解,有刺激性氣味的氣體生成說明放出二氧化硫氣體,試管底部出現(xiàn)淡黃色固體S,溶液變藍說明有CuSO4生成,反應(yīng)方程式是CuS+2H2SO4S↓+CuSO4+SO2↑+2H2O;
(7)將燒瓶中10mL15mol/L的濃H2SO4加熱至250℃以上,其后加入適量銅片只發(fā)生Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)——選修5:有機化學(xué)基礎(chǔ)]
A(C3H6)是基本有機化工原料,由A制備聚合物C和合成路線如圖所示(部分條件略去)。
已知:
(1)A的名稱是____;B中含氧官能團名稱是____。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式____;D-E的反應(yīng)類型為____。
(3)E-F的化學(xué)方程式為____。
(4)B的同分異構(gòu)體中,與B具有相同官能團且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),其中核磁共振氫譜上顯示3組峰,且峰面積之比為6:1:1的是____(寫出結(jié)構(gòu)簡式)。
(5)等物質(zhì)的量的分別與足量NaOH、NaHCO3反應(yīng),消耗NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為____;檢驗其中一種官能團的方法是____(寫出官能團名稱、對應(yīng)試劑及現(xiàn)象)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物H是一種有機光電材料中間體。實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:
已知:①RCHO+CH3CHORCH=CHCHO
②
③+HCHO+HCOO-
回答下列問題:
(1)E中含氧官能團名稱為_________非含氧官能團的電子式為_______。E的化學(xué)名稱為苯丙炔酸,則B的化學(xué)名稱為__________。
(2)C→D的反應(yīng)類型為__________。B→C的過程中反應(yīng)①的化學(xué)方程式為 ________。
(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為_________。
(4)寫出同時滿足下列條件的F的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________。
①遇FeCl3溶液顯紫色;②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);③分子中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫且個數(shù)比為1:1:2:2:4
(5)寫出用甲醛和乙醇為原材料制備化合物C(CH2ONO2)4的合成路線(其他無機試劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干)。_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工廠用軟錳礦(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等雜質(zhì))為原料制備MnO2和Zn(干電池原料),其簡化流程如下:
已知:反應(yīng)Ⅰ中所有金屬元素均以離子形式存在;卮鹣铝袉栴}:
(1)濾渣1中除了SiO2以外,還有一種淡黃色物質(zhì),該物質(zhì)是由MnO2、CuS與硫酸共熱時產(chǎn)生的,請寫出該反應(yīng)還原產(chǎn)物的化學(xué)式____。
(2)反應(yīng)Ⅱ中加入適量金屬鋅的目的是為了回收某種金屬,請寫出該反應(yīng)的離子方程式______。
(3)反應(yīng)Ⅲ中X可以是______。(填字母代號)它的作用是______。
a.MgO b.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3 d.MnCO3
(4)反應(yīng)Ⅳ中電極均是惰性電極,寫出陰極電極反應(yīng)式_______________。
(5)已知:H2S的電離常數(shù)K1=1.0×107,K2=7.0×1015。0.1 mol/L NaHS的pH__7(填“>”“=”或“<”),理由是____。
(6)在廢水處理領(lǐng)域中常用H2S將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnS除去,向含有0.020 mol·L1 Mn2+廢水中通入一定量的H2S氣體,調(diào)節(jié)溶液的pH=a,當(dāng)HS濃度為1.0×104 mol·L1時,Mn2+開始沉淀,則a=_____。[已知:Ksp(MnS)=1.4×1015]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用納米Fe/Ni復(fù)合材料能去除污染水體的NO3,Ni不參與反應(yīng)。離子在材料表面的活性位點吸附后發(fā)生反應(yīng),活性位點被其他附著物占據(jù)會導(dǎo)致速率減慢(NH4+無法占據(jù)活性位點)。反應(yīng)過程如圖所示:
(1)酸性環(huán)境中,納米Fe/Ni去除NO3分兩步,將步驟ii補充完整:
ⅰ.NO3+Fe+2H+=NO2+Fe2++H2O
ⅱ.□ +□ +□H+=□Fe2++□ +□ ______
(2)初始pH=2.0的廢液反應(yīng)15min后,出現(xiàn)大量白色絮狀物,過濾后很快變成紅褐色,結(jié)合化學(xué)用語解釋整個變化過程的原因_________。
(3)水體初始pH會影響反應(yīng)速率,不同pH的硝酸鹽溶液與納米Fe/Ni反應(yīng)時,溶液中隨時間的變化如圖1所示。(注:c0(NO3)為初始時NO3的濃度。)
①為達到最高去除率,應(yīng)調(diào)水體的初始pH=______。
②t<15min,pH=2.0的溶液反應(yīng)速率最快,t>15min,其反應(yīng)速率迅速降低,原因分別是_______。
(4)總氮量指溶液中自由移動的所有含氮微粒濃度之和,納米Fe/Ni處理某濃度硝酸鹽溶液時,隨時間的變化如圖2所示。40min時總氮量較初始時下降,可能的原因是_____。
(5)利用電解無害化處理水體中的NO3,最終生成N2逸出。其裝置及轉(zhuǎn)化圖如圖所示:
①陰極的電極反應(yīng)式為___________。
②生成N2的離子方程式為_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高純六水氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O)可作有機合成的催化劑。用碳酸鍶礦石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等雜質(zhì))制備高純六水氯化鍶晶體的過程如圖所示。
已知:
I.25℃,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38 ,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16
Ⅱ.SrCl2·6H2O晶體在61℃時開始失去結(jié)晶水,100℃時失去全部結(jié)晶水。
請回答:
(1)步驟①中將礦石制成漿液能加快反應(yīng)速率的原因是_____________________________。
(2)在“漿液”中加入工業(yè)鹽酸,測得鍶的浸出率與溫度、時間的關(guān)系如圖所示:
據(jù)此合適的工業(yè)生產(chǎn)條件為_________________________。
(3)步驟②“溶液”中加入30%的H2O2,其作用是_____________________________(用離子方程式表示)。
(4)步驟③所得濾渣的主要成分除Fe(OH)3外,還有_______________________(填化學(xué)式);25℃,為使Fe3+沉淀完全需調(diào)節(jié)溶液pH值最小為_____________(當(dāng)離子濃度減小至1.0×10-5mol·L-1時,可認為沉淀完全)。
(5)關(guān)于上述流程中各步驟的說法,正確的是___________(填標(biāo)號)。
A.步驟④用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)
B.步驟④冷卻結(jié)晶過程中應(yīng)通入HC1氣體
C.步驟⑤干燥SrCl2·6H2O晶體可以采用減壓干燥
(6)為測定所得SrCl2·6H2O(Mr=267)晶體樣品的純度,設(shè)計了如下方案:稱取1.10g樣品溶解于適量水中,向其中加入含AgNO31.70g的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它與Ag+反應(yīng)生成沉淀的離子),C1-即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示劑,用0.100 mol·L-1的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的AgNO3溶液,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,當(dāng)___________時達到滴定終點,用去NH4SCN溶液20.00 mL,則原SrCl2·6H2O晶體的純度為________________%(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,某二元堿X(OH)2水溶液中相關(guān)組分的物質(zhì)的量分數(shù)隨溶液pH變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是
A. Kb2的數(shù)量級為10-5
B. X(OH)NO3水溶液顯酸性
C. 等物質(zhì)的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)>c[X(OH)+]
D. 在X(OH)NO3水溶液中,c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋁土礦是冶煉金屬鋁的重要原料,其中主要成分為 Al2O3、Fe2O3 等。工業(yè)上可 NaOH 溶解 Al2O3 使 其與雜質(zhì)分離:Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
(1)找出上述反應(yīng)中化合價為負值的元素,寫出其原子的電子式_____。
(2)同溫同壓下,上述元素形成的氣體密度最大的物質(zhì)的分子式為_____。
(3)上述反應(yīng)中兩種金屬元素對應(yīng)單質(zhì)的活潑性強弱關(guān)系為:____,從原子結(jié)構(gòu)的角度分 析其原因:_________。
(4)若根據(jù)化學(xué)性質(zhì)進行物質(zhì)分類,則 Al2O3 屬于______氧化物,據(jù)此推測下列反應(yīng)方程式正確的是______。
A.Al2O3+3H2O═2Al(OH)3
B.2Al(OH)3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O
C.Al(OH)3+NaOH═NaA1O2+2H2O
D NaAlO2+4HCl═AlCl3+2H2O
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【題目】斷開1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E:
化學(xué)鍵 | H—H | Cl—Cl | O===O | C—Cl | C—H | O—H | H—Cl |
E/kJ·mol-1 | 436 | 247 | x | 330 | 413 | 463 | 431 |
請回答下列問題:
如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系,則此反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其中ΔH=______________(用含有a、b的關(guān)系式表示)。
若圖示中表示反應(yīng) H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,則b=________kJ·mol-1,x=__________。
(3)歷史上曾用“地康法”制氯氣,這一方法是用CuCl2作催化劑,在450 ℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。若忽略溫度和壓強對反應(yīng)熱的影響,根據(jù)上題中的有關(guān)數(shù)據(jù),計算當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時,反應(yīng)的能量變化為______________。
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