实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体.
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为______;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置______.
(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加少量FeSO
4,即发生反应,生成硫酸铜.反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀,然后过滤、浓缩、结晶.
已知:K
sp[Cu((OH)
2]≈10
-22,K
sp[Fe((OH)
2]≈10
-16,K
sp[Fe((OH)
3]≈10
-38请回答下列问题:
如开始加入的铜粉为3.2g,最后所得溶液为500mL,溶液中含有铁元素0.005mol.
①方案1中的B仪器名称是______.
②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为______.
③方案2中甲物质可选用的是______.
A、CaO B、NaOH C、CuCO
3 D、Cu
2(OH)
2CO
3 E、Fe
2(SO
4)
3④反应中加入少量FeSO
4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因______.
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol•L
-1的稀硫酸中,控温在50℃.加入18mL 10%的H
2O
2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO
4•5H
2O 10.5g.
请回答下列问题:
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是______,
⑥本实验CuSO
4•5H
2O的产率为______.
考点分析:
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如图1是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
(1)该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行?
.
(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
,它所对应的化学反应为:
.
(3)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO
2(g)⇌2CO(g),K
1CO(g)+H
2O(g⇌H
2(g)+CO
2(g),K
2C(s)+H
2O(g)⇌CO(g)+H
2(g),K
3则K
1、K
2、K
3之间的关系是:
.
(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H
2O(g)⇌H
2(g)+CO
2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
该反应的正反应方向是
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H
2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
.
(5)从图中看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO
2、N
2O
4等.已知NO
2和N
2O
4的结构式分别是
和
.已知N-N键键能为167kJ•mol
-1,NO
2中氮氧键的键能为466kJ•mol
-1,N
2O
4中氮氧键的键能为438.5kJ•mol
-1.请写出NO
2转化为N
2O
4的热化学方程式为
.对反应N
2O
4(g)⇌2NO
2(g),在温度为T
1、T
2时,平衡体系中NO
2的体积分数随压强变化曲线如图2所示.下列说法正确的是
.
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
.
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元素及其化合物是中学化学的主干知识,我们在整理元素化合物之间的相互转化时,发现有些物质间存在如图所示的三角转化关系(部分反应物或生成物已略去):
已知:
①图中每个小三角形的三种物质中至少含有一种相同元素,A与B、D与F、K与J均由2种相同的元素组成.
②C、E、L、I为常见固体单质,C、E、L都能与水在一定条件下反应生成气体单质R,D、F中所含的非金属元素所形成的单质常温下为黄绿色气体.其余物质为常见化合物.
③K为淡黄色固体.
④C、L、I三元素原子的原子序数之和为30.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)写出R的名称
,K的电子式
.
(2)请些出由B生成C的化学反应方程式
.
(3)I和氢氧化钠溶液反应的离子方程式
;I和氢氧化钠溶液反应除生成R还可以得到H.请用离子方程式表示H水溶液呈碱性的原因:
.
(4)用惰性电极电解一定浓度足量的L的氯化物水溶液,若电解结束时,通过电子为0.2mol,电解后恢复至室温,溶液的体积为2L,则溶液的pH为
.
(5)若D溶液中含有杂质F,如何除去?
.
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已知颜色深浅(I)与有色物质浓度(c)和观察深度(L)的乘积成正比:I=kc•L(式中k为常数).如图所示,则下列说法正确的是( )
A.从甲中的视线1观察到颜色变浅
B.从乙中的视线1观察到颜色变深
C.从乙中的视线2观察到颜色不会变化
D.探究压强对化学平衡的影响时,应从视线2观察
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牙釉质的主要成分羟基磷灰石[Ca
10(PO
4)
6(OH)
2]在水中能极少溶解Ca
10(PO
4)
6(OH)
2(s)⇌10Ca
2+(aq)+6PO
43-(aq)+2OH
-(aq),已知25℃时Ksp[Ca
10(PO
4)
6(OH)
2]=2.35×10
-59,Ksp[Ca
10(PO
4)
6F
2]=7.1×10
-61,Ksp[CaCO
3]=5×10
-9,Ksp[CaF
2]=4×10
-11,下列说法不正确是( )
A.口腔内残留食物会发酵使口腔呈酸性,所以饭后、睡前应该要漱口
B.饮用水中氟元素含量较低的地区使用含氟牙膏可有效防止龋齿
C.25℃时饱和CaCO
3溶液和饱和CaF
2溶液相比,后者c(Ca
2+)较大
D.25℃时,在CaCO
3悬浊液中加入NaF溶液后,CaCO
3不可能转化为CaF
2
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有一无色溶液,可能含有K
+、Al
3+、Mg
2+、NH
4+、Cl
-、SO
42-、HCO
3-、MnO
4-中的几种.为确定其成分,做如下实验:
①取部分溶液,加入适量Na
2O
2固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解;
②另取部分溶液,加入HNO
3酸化的Ba(NO
3)
2溶液,有白色沉淀产生.
下列推断不正确的是( )
A.肯定没有NH
4+、HCO
3-、MnO
4-B.可能有K
+、Cl
-C.肯定有Al
3+、Mg
2+、SO
42-D.可能有K
+、Cl
-、HCO
3-
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