【題目】堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)是名貴的礦物寶石孔雀石的主要成分,應(yīng)用廣泛,如在無機(jī)工業(yè)中用于制造各種銅化合物,有機(jī)工業(yè)中用作有機(jī)合成催化劑等等,某化學(xué)小組為了探究堿式碳酸銅生成條件對(duì)其產(chǎn)率的影響,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):

設(shè)計(jì)原理:取一定體積的碳酸鈉溶液(0.5mol/L)于100mL燒杯中,進(jìn)行加熱,恒溫后將硫酸銅溶液(5.00mL,0.5mol/L)在不斷攪拌下以一定速度逐滴加入到上述碳酸鈉溶液中,反應(yīng)達(dá)平衡后,靜止,減壓過濾,洗滌,烘干,即得到最終產(chǎn)品,同時(shí)有氣體放出。

(1)反應(yīng)原理為:________________________________ 。

(2)探究反應(yīng)原料用量比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。

該化學(xué)小組根據(jù)所提供試劑設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn),來說明反應(yīng)原料用量對(duì)產(chǎn)品的影響。

提供試劑:0.5mol/LNa2CO3溶液、0.5mol/L CuSO4溶液

填寫下表的空白處:__________________________。

②通過實(shí)驗(yàn)畫圖可知:當(dāng)比值為_____________ ,堿式碳酸銅產(chǎn)量最好。

(3)反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響

在三支試管中各加入2.0 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液另取四支試管各加入由上述實(shí)驗(yàn)得到的合適用量的0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液。從這兩列試管中各取一支將它們分別置于室溫、30℃、50℃、100℃的環(huán)境中,數(shù)分鐘后將CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中振蕩并觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn):沉淀顏色分別為藍(lán)色沉淀,綠色沉淀,深綠色沉淀,綠色中帶有黑色沉淀,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也如上圖所示,請(qǐng)思考,為什么溫度過高產(chǎn)率反而下降________________,該實(shí)驗(yàn)加熱方式為_______________________

(4)分析所制得的堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

將已準(zhǔn)確稱量的0.5g試樣放入300mL的錐形瓶中,加入5mL醋酸加熱使其溶解,再用100mL水將其稀釋。加入2.5gKI振蕩混合,經(jīng)過5分鐘后,加入數(shù)滴淀粉溶液,用0.1mol/L的硫代硫酸鈉溶液進(jìn)行滴定。當(dāng)_____________________ 時(shí)即達(dá)滴定的終點(diǎn)。

(5)反應(yīng)的原理:2Cu2+ + 4I == 2CuI + I2 ,I2+2 S2O32— == 2 I+ S2O6 2—。 若消耗0.1mol/L硫代硫酸鈉40 mL,則試樣中銅的質(zhì)量百分率為________________ 。

該溶液的滴定度為______________。(每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量,單位是g/mLmg/mL)(保留三位有效數(shù)字)

【答案】 2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O===Cu2(OH)2CO3 + CO2 2.4 1.2 1.2 溫度過高,生成的堿式碳酸銅會(huì)加熱分解 水浴加熱 滴入最后一滴硫代硫酸鈉溶液,溶液恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不褪色 51.2% 0.0125g/mL

【解析】本題考查探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),涉及反應(yīng)原理、反應(yīng)原料用量比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響、反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響和利用氧化還原滴定法測(cè)定堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等,根據(jù)題給信息結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)解答。

(1)根據(jù)題給信息,碳酸鈉和硫酸銅溶液混合加熱生成堿式碳酸銅,且有氣體生成,該氣體為CO2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu(OH)2CO3+CO2 。

(2)①根據(jù)表格提供的信息,碳酸鈉溶液的體積依次遞增4mL,所以表格中的空白處應(yīng)該填2.4、1.2。

②根據(jù)題圖可知,③處堿式碳酸銅的產(chǎn)量最高,即當(dāng)比值為1.2時(shí),堿式碳酸銅產(chǎn)量最好。

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,溫度過高,生成的堿式碳酸銅會(huì)加熱分解 ,所以溫度過髙產(chǎn)率反而下降;該實(shí)驗(yàn)需要的溫度為室溫、30℃、50℃、100℃,則該實(shí)驗(yàn)加熱方式為水浴加熱。

(4)根據(jù)反應(yīng)原理:2Cu2++4I- =2CuI+I2、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,得關(guān)系式Cu—S2O32-,所以n(Cu)=n(Na2S2O3)=0.1mol/L×0.04L=0.004mol,試樣中銅的質(zhì)量百分率為0.004mol×64g/mol÷0.5g×100%=51.2%。該溶液的滴定度為0.002mol×222g/mol÷40=0.0111g/mL。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)-選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

文藝復(fù)興時(shí)期,群青顏料曾用在許多著名的油畫上,當(dāng)時(shí)群青顏料是由貴重的青金石研磨并制成的。青金石是指堿性鋁硅酸鹽礦物,其中含鈉、鋁、硅、硫、氯、氧等元素。

(1)硅元素基態(tài)原子的價(jià)電子軌道表示式為____________

(2)第四周期中,與鋁未成對(duì)電子數(shù)相同的金屬元素有________種。

(3)Na+和Ne互為等電子體,電離能I2(Na)________I1(Ne)(填“>”或“<”)。

(4)①已知氯有多種含氧酸,其電離平衡常數(shù)如下:

化學(xué)式

HClO4

HClO3

HClO2

HClO

Ka

1×1010

1×101

1×10-2

4×10-8

HClO4的結(jié)構(gòu)簡式為_________,HClO3中Cl原子的雜化軌道類型為________,HClO2中含有的共價(jià)鍵類型為__________。以上幾種含氧酸的酸性強(qiáng)弱不同,其原因?yàn)?/span>______________。

②氫鹵酸(HX)的電離過程如圖。ΔH1和ΔH2的遞變規(guī)律都是HF>HCl>HBr>HI,其中ΔH1(HF)特別大的原因?yàn)?/span>_________,影響ΔH2遞變的因素為______________。

(5)鋁單質(zhì)為面心立方晶體,晶胞參數(shù)a=q nm,鋁的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,原子半徑為r pm,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA。則鋁單質(zhì)的密度為________g·cm-3(列式即可,下同),鋁晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機(jī)物是一種醫(yī)藥中間體.其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法正確的是( )

A. 該化合物分子中不含手性碳原子

B. 該化合物與NaHCO3溶液作用有CO2氣體放出

C. 1 mol該化合物與足量溴水反應(yīng),消耗2 mol Br2

D. 在一定條件下,該化合物與HCHO能發(fā)生縮聚反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用酒精燈對(duì)下列實(shí)驗(yàn)儀器加熱時(shí),可以免用石棉網(wǎng)的是(
A.試管
B.燒杯
C.錐形瓶
D.蒸餾燒瓶

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于反應(yīng)熱的描述中正確的是

A. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱△H=-57.3kJ/mol,則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)生成1molH2O時(shí)會(huì)放出57.3kJ的熱量

B. 由C(石墨,s)——C(金剛石,s)△H=+1.9 kJmol-1可知,石墨比金剛石更穩(wěn)定

C. 在500℃、MPa下,將0.5 mol N2和l.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3,放熱19.3kJ,則其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6 kJmol-1

D. 甲烷的燃燒熱(△H)為-890.3 kJmol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJmol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。一定溫度下,在2 L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。反應(yīng)物和部分生成物的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列正確的是

A.0-20 s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(N2O5)=0.1 mol·L-1·s-1

B.10 s時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡

C.20 s時(shí),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率

D.曲線a表示NO2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖。下列說法正確的是

A.在任何溶液中,若有 CaSO4沉淀析出,則c(Ca2+) 與c(SO42-)一定相等

B.d點(diǎn)溶液通過蒸發(fā)可以變到c點(diǎn)

C.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

D.b點(diǎn)將有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO42-)一定等于3×10-3 mol·L -1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化氫水溶液又稱為雙氧水,常用作消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組取一定量的過氧化氫溶液,準(zhǔn)確測(cè)定了過氧化氫的濃度,請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

(1)將10.00 mL過氧化氫溶液移取至250mL (填儀器名稱)中,加水稀釋至刻度,搖勻。移取稀釋后的過氧化氫溶液25.00mL至錐形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸餾水稀釋,作被測(cè)試樣。

(2)用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測(cè)試樣,其反應(yīng)的離子方程式如下,請(qǐng)將相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及化學(xué)式填寫在方框里。

MnO4 H2O2 H= Mn2+ H2O+______(

(3)移取10mL過氧化氫溶液可以用 (填“酸式”或“堿式”)滴定管。滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。

(4)重復(fù)滴定三次,平均耗用cmol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,則原過氧化氫溶液中過氧化氫的濃度為

(5)若盛裝高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管用蒸餾水洗后沒有用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗。則測(cè)定結(jié)果 (填“偏高”“偏低”或“不變”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為滿足不同的需要,人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池。

(1)有人以化學(xué)反應(yīng)2Zn+O2+4H+=2Zn2++2H2O為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一種原電池,移入人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源,它們靠人體內(nèi)血液中溶有一定濃度的O2、H+、Zn2+進(jìn)行工作,則該原電池負(fù)極的電極反應(yīng)為___________。

(2)FeCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板,其反應(yīng)的離子方程式為________________;若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)或原電池,則負(fù)極所用電極材料為___________,正極反應(yīng)為_________________。

(3)美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型發(fā)電裝置—?dú)溲跞剂想姵兀錁?gòu)造如圖所示,其中A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳炔組成,該電池的正極反應(yīng)式為_________________,若該電池工作時(shí)溶液中增加1molH2O,則理論上電路中通過電子的物質(zhì)的量為_______________

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