某學(xué)生課外學(xué)習(xí)活動(dòng)小組針對(duì)教材中銅與濃硫酸反應(yīng),提出了研究“能夠與銅反應(yīng)的硫酸的最低濃度是多少?”的問(wèn)題,并設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)試劑:18mol/L硫酸20mL,純銅粉足量,足量2mol/LNaOH溶液
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題:
(1)燒杯中用NaOH溶液吸收的物質(zhì)是:
 
(填化學(xué)式),利用倒置的漏斗而不是將導(dǎo)氣管直接深入燒杯中的目的是:
 

(2)加熱燒瓶20分鐘,燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
 

待燒瓶中反應(yīng)基本結(jié)束,撤去酒精燈,利用燒瓶中的余熱使反應(yīng)進(jìn)行完全.然后由導(dǎo)管a通入足量的空氣,以確保燒瓶中的SO2氣體全部進(jìn)入燒杯中.在該實(shí)驗(yàn)裝置中的
 
(填儀器序號(hào)“a”或“b”)起到了確保硫酸體積保持不變的作用.
(3)將充分反應(yīng)后的燒杯取下,向其中加入足量的酸化的雙氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再進(jìn)行
 
_、
 
 
后稱量硫酸鋇的質(zhì)量為13.98g,請(qǐng)計(jì)算能與銅反應(yīng)的硫酸的最低濃度是
 

(4)有的同學(xué)提出在上面(4)中可以不必加入酸化的雙氧水,直接進(jìn)行后面的實(shí)驗(yàn),也能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),請(qǐng)結(jié)合你的理解分析是否需要加入雙氧水及原因:
 
,
 
考點(diǎn):濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)
專題:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
分析:(1)二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中,需要用氫氧化鈉溶液吸收,利用倒置的漏斗而不是將導(dǎo)氣管直接伸入燒杯中是防止液體倒吸;
(2)燒瓶中是銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,裝置中長(zhǎng)導(dǎo)氣管兼起導(dǎo)氣冷凝的作用,使水蒸氣冷凝回流;
(3)加入過(guò)氧化氫把亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,加入氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到沉淀稱量計(jì)算硫元素物質(zhì)的量,依據(jù)硫元素守恒結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算需要反應(yīng)的硫酸最低濃度;
(4)不加入過(guò)氧化氫,沉淀為亞硫酸鋇和硫酸鋇沉淀,不能計(jì)算硫元素物質(zhì)的量,對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差.
解答: 解:(1)二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中,需要用氫氧化鈉溶液吸收,利用倒置的漏斗而不是將導(dǎo)氣管直接伸入燒杯中是防止液體倒吸,
故答案為:SO2;防倒吸;
(2)燒瓶中是銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu+2H2SO4
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O,裝置中長(zhǎng)導(dǎo)氣管兼起導(dǎo)氣冷凝的作用,使水蒸氣冷凝回流,起到了確保硫酸溶液體積保持不變的作用;
故答案為:Cu+2H2SO4
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O;b;
(3)加入過(guò)氧化氫把亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,加入氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到沉淀,稱量固體的質(zhì)量為13.98g為硫酸鋇沉淀,物質(zhì)的量=
13.98g
233g/mol
=0.06mol,依據(jù)硫元素守恒,被氧化的硫酸為0.06mol,依據(jù)化學(xué)方程式可知,Cu+2H2SO4
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O,反應(yīng)的硫酸物質(zhì)的量為0.12mol,剩余硫酸物質(zhì)的量=18mol/L×0.020L-0.12mol=0.24mol,剩余需要的最低濃度=
0.24mol
0.02L
=12mol/L,
故答案為:過(guò)濾;洗滌;干燥;12mol/L;
(4)不加入過(guò)氧化氫,沉淀為亞硫酸鋇和硫酸鋇沉淀,不能計(jì)算硫元素物質(zhì)的量,所以需要加入過(guò)氧化氫,氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉后,再進(jìn)行沉淀稱量計(jì)算,
故答案為:需要加雙氧水;在燒杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化為Na2SO4,如果不加入雙氧水而直接測(cè)定沉淀質(zhì)量則無(wú)法確定S元素的物質(zhì)的量,從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤.
點(diǎn)評(píng):本題考查了濃硫酸性質(zhì)的分析應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)方法,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,主要以碘化物形式存在.有一化學(xué)課外小組用海帶為原料制取少量碘單質(zhì),他們將海帶灼燒成灰,用水浸泡一段時(shí)間(以讓碘化物充分溶解在水中),得到海帶灰懸濁液,然后按如圖1實(shí)驗(yàn)流程提取單質(zhì)碘:

(1)灼燒海帶時(shí)需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是
 
 (從下列儀器中選出所需的儀器,用標(biāo)號(hào)字母填寫(xiě)在空白處).
A 燒杯  B 蒸發(fā)皿  C 坩堝  D.鐵架臺(tái)(帶鐵圈)  E.酒精燈  F.干燥器
(2)指出上圖中提取碘的過(guò)程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱:①
 
,③
 

(3)操作③中所用的有機(jī)試劑可以是
 
(只填一種).
(4)操作過(guò)程③可以分解為如下幾步:
A、把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺(tái)的鐵圈中;
B、把50ml碘水和15ml有機(jī)溶劑(你所選的)加入分液漏斗中,并蓋好玻璃塞;
C、檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D、倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩,并不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣,最后關(guān)閉活塞,把分液漏斗放正;
E、旋開(kāi)活塞,用燒杯接收溶液;
F、從分液漏斗上口倒出上層液體;
G、將漏斗上口的玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對(duì)準(zhǔn);
H、靜置、分層.
(a)過(guò)程③正確操作步驟的順序是:(填編號(hào)字母)
 
;
(b)上述G步操作的目的是:
 
;
(c)最后碘的有機(jī)溶液是通過(guò)
 
 獲得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”).
(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘的簡(jiǎn)單方法:
 

(6)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)試劑,還需要經(jīng)過(guò)蒸餾,觀察如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置指出其錯(cuò)誤之處
 
、
 

(7)進(jìn)行上述蒸餾操作時(shí),最后晶態(tài)碘在
 
(填儀器名稱)里聚集.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

甲酸(CH2O2),俗稱蟻酸,結(jié)構(gòu)式為:.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在分析甲酸的組成和結(jié)構(gòu)后,對(duì)甲酸的性質(zhì)提出如下猜想并設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證:
猜想Ⅰ:甲酸具有酸性;
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:在甲酸溶液中滴加紫色石蕊試液;
猜想Ⅱ:甲酸能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:(步驟如圖);
問(wèn)答下列問(wèn)題:
(1)甲酸分子的核磁共振氫譜有
 
個(gè)吸收峰;
(2)請(qǐng)你再舉出一種方法來(lái)驗(yàn)證甲酸的酸性:
 

(3)依上圖所示的實(shí)驗(yàn),加熱3-7分鐘后并沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.該小組同學(xué)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
 

 
,請(qǐng)你從理論上簡(jiǎn)單解釋實(shí)驗(yàn)中沒(méi)出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因
 

(4)在仔細(xì)分析甲酸分子組成元素的基礎(chǔ)上,請(qǐng)你再提出一個(gè)甲酸在濃硫酸作用下可能具有的性質(zhì)的猜想并設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你的猜想:
①你提出的猜想是
 

②你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是:實(shí)驗(yàn)方案請(qǐng)參考如下形式:

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

某化學(xué)式為AB的離子晶體,已知5r(A2+)=4r(B2-)(各類離子晶體與陰陽(yáng)離子半徑比關(guān)系如圖所示),經(jīng)測(cè)定其密度為ρg?cm-3,其摩爾質(zhì)量為Mg?mol-1,則下列有關(guān)該晶體的說(shuō)法正確的是( 。
r+/r-配位數(shù)實(shí)例
0.225~0.4144ZnS
0.414~0.7326NaCl
0.732~1.08CsCl
>1.012CsF
A、該晶體結(jié)構(gòu)與ZnS晶體相似
B、該晶體每個(gè)晶胞中有2個(gè)A2+和B2-
C、該晶體晶胞的邊長(zhǎng)
3
4M
NAP
cm
D、A2+離子緊鄰的B2-構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正方體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水,難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液.下列對(duì)此現(xiàn)象說(shuō)法正確的是( 。
A、反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀,所以反應(yīng)前后Cu2+的濃度不變
B、沉淀溶解后,將生成深藍(lán)色的配離子[Cu(NH34]2+
C、向反應(yīng)后的溶液加入乙醇,溶液將會(huì)沒(méi)有發(fā)生任何變化,因[Cu(NH34]2+不會(huì)與乙醇發(fā)生反應(yīng)
D、在[Cu(NH34]2+離子中,Cu2+給出孤對(duì)電子,NH3提供空軌道

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在實(shí)驗(yàn)室從自來(lái)水制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )
A、蒸餾燒瓶中要放入碎瓷片防止暴沸
B、溫度計(jì)的水銀球放在支管口稍下位置,不能插入液面
C、冷凝水應(yīng)該是下進(jìn)上出,與蒸汽的流向相反
D、開(kāi)始蒸餾時(shí),應(yīng)該先加熱,再開(kāi)冷凝水;蒸餾完畢,應(yīng)該先關(guān)冷凝水再撤酒精燈

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

有兩氣態(tài)脂肪烴的混合氣體,它們都能使溴水褪色,且分子中碳原子數(shù)均小于5.1體積該混合氣體完全燃燒后,可得3.6體積的CO2和3體積的水蒸氣(體積在同溫同壓下測(cè)定),這兩種烴的分子式及體積比為( 。
A、C2H4與C4H8,體比為17:53
B、C2H2與C4H8,體積比為17:58
C、C3H6與C4H6,體積比為2:3
D、C2H4與C4H8,體積比為17:23

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氯化鈷用作陶瓷、涂料、釀造、國(guó)防工業(yè)等.利用鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO]制取CoCl2?6H2O(呈紅色,常溫下穩(wěn)定,110~120℃時(shí)脫水變成藍(lán)色無(wú)水氯化鈷)的工藝流程如下:

(1)寫(xiě)出步驟②中Fe2+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
 

(2)步驟⑤蒸發(fā)、結(jié)晶操作除鐵架臺(tái)外還需的儀器為
 
.干燥時(shí)可采用的方法或操作是
 

(3)已知25℃時(shí),Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14.在25℃下,向濃度均為0.1mol?L-1的FeCl2和CoCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成
 
沉淀(填化學(xué)式).
(4)若鈷礦為mg,Co2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a,Co(OH)3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b,理論可制備氯化鈷的質(zhì)量為
 
g(寫(xiě)出表達(dá)式即可,不需化簡(jiǎn)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

向一種溶液中滴加另一種溶液后,溶液的顏色不發(fā)生變化的是( 。
A、碳酸氫鈉溶液中滴加稀鹽酸
B、硫酸鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液
C、碘水中滴加淀粉碘化鉀溶液
D、高錳酸鉀酸性溶液中滴加亞硫酸鈉溶液

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同步練習(xí)冊(cè)答案