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根据氨气还原氧化铜的反应,可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu) (近似值)的...

根据氨气还原氧化铜的反应,可设计测定铜元素相对原子质量ArCu (近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO),反应完全后测定生成物水的质量m(H2O),由此计算ArCu)。为此,提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用,加入的NH4C1Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气)

请回答下列问题:

(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为________________________________

(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置,按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→______________________________

(3)在本实验中,若测得m(CuO)=agm(H2O)=bg,则ArCu= _______________

(4)在本实验中,使测定结果ArCu)偏大的是_______________ (填序号)

CuO未完全起反应         CuO不干燥

CuO中混有不反应的杂质   ④碱石灰不干燥

NH4C1Ca(OH)2混合物不干燥

(5)在本实验中,还可通过测定______________________________,或______________________________达到实验目的。

 

2NH3+ 3CuO3Cu + 3H2O + N2 a→ e→ b→ e -16 ①③ m(CuO) m(Cu) m(Cu) m(H2O) 【解析】 (1)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,生成物为氮气、铜和水,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2; (2)因为需要测定反应后生成物水的质量,所以必需保证通入的氨气是纯净干燥的,由于浓硫酸可以与氨气反应,因此只能通过碱石灰进行干燥,再通入氧化铜进行反应,最后再通入碱石灰吸收反应生成的水,以测得生成水的质量,所以正确的顺序为a→e→b→e; (3)根据反应方程式2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2可知,氧化铜和水的物质的量相等,所以有以下关系式:=,解得Ar(Cu)=-16; (4)由(3)可知得Ar(Cu)=-16,①若CuO未完全起反应,说明b偏小,结果偏大;②若CuO不干燥,说明a偏小,b偏大,结果偏低;③若CuO中混有不反应的杂质,说明b偏小,结果偏大;④若碱石灰不干燥,说明氨气干燥不彻底,b偏大,结果偏低;⑤若NH4C1与Ca(OH)2混合物不干燥,但只要氨气干燥彻底,对结果不影响;故答案为①③; (5)根据反应方程式2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2可知,也可以通过测定m(CuO)和m(Cu)或m(Cu)和m(H2O)来达到实验目的,故答案为m(CuO)和m(Cu)或m(Cu)和m(H2O)。  
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考点分析:
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二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。

完成下列填空:

1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置

________(填写字母)。

2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3,36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠______g(保留一位小数);如果已有40%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠______g (保留一位小数)。

3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。

石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图:

碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

已知:

试剂
 

Ca(OH)2
 

NaOH
 

价格(元/kg
 

0.36
 

2.9
 

吸收SO2的成本(元/mol
 

0.027
 

0.232
 

 

 

 

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是____________________。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是________________,缺点是________________

4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)________________

 

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已知浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应:C2H2SO4()CO22SO22H2O,根据如图回答问题:

1)上述装置中,在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气?__

2)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物,写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用:

A中加入的试剂是___,作用是___

B中加入的试剂是___,作用是___

C中加入的试剂是___,作用是___

D中加入的试剂是___,作用是___

3)实验时,C中应观察到的现象是___

 

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工业上以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸。请回答下列问题:

(1)煅烧黄铁矿的设备名称是____________,进料前必须将黄铁矿粉碎,目的是____________。所得炉渣的用途有____________(填一种用途)。

(2)进入接触室前的气体必须经过净化处理,目的是防止____________

(3)生产过程中,吸收三氧化硫常用的物质是________

(4)工业上常用熟石灰和硫酸处理、回收尾气中的有害气体,反应的化学方程式是________________________________________________

 

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氮氧化物(NOx表示)是大气污染的重要因素,根据NOx的来源和性质特点,已开发出多种化学治理其污染的方法。

1)汽车尾气中的NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。反应过程为①2NO2→2NO2O,②2NOO2→2NO2,③OO2→O3。下列关于该反应过程及生成物的叙述正确的是____(填序号)

ANO2起催化作用

BNO起催化作用

CNO2只起氧化作用

DO3O2互为同素异形体

2)汽车尾气中的CO来自于____NO来自于____

3)汽车尾气中的CONOx可在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NOCO还原的化学方程式:_____

4)工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为11,该反应的离子方程式为____1molNO2被完全吸收时,转移电子的物质的量为____NONO2按物质的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式为____

 

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CuCuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4molLH2SO4中,加热充分反应至固体物质完全溶解,冷却后将混合液稀释至1000 mL,测得cCu2+=0.3 molL。试计算:(本题无计算过程不给分)

1)反应过程中放出的气体在标准状况下的体积(不考虑气体在溶液中的溶解)。______

2)溶液稀释后,cH+)是多少?__________

 

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