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实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案: 请回答有...

实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案:

请回答有关问题:

(1)甲方案:为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为,n(H 2SO 4 ):n(HNO 3 )=         

(2)乙方案:将6.4g铜丝放到90mL 1.5mol·L -1的稀硫酸中,控温在50℃。加入40mL 10%的H2O2,反应0.5小时,升温到60℃,持续反应1小时后,经一系列操作,得CuSO 4·5H 2O 20.0g【已知有关摩尔质量:M(CuSO4·5H 2O) =250g/mol】。

①反应时温度控制在50℃~60℃,不宜过高的原因是                   

②本实验CuSO4·5H 2O的产率为         

(3)丙方案: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FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质A调节pH至4 ,然后过滤、浓缩、结晶。

反应中加入少量FeSO4 可加速铜的氧化,FeSO4 的作用是                   

反应过程中的的离子方程式为:                                       

(4)对比甲、乙、丙三种实验方案,丙方案的优点有(写两条):                                       

 

(1)3:2 (2)①双氧水受热易分解造成损耗;②80% (3)作催化剂(或起催化作用) 4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(两方程式颠倒不得分) (4)无污染;原料利用率高(或常温下反应,耗能少;原料便宜,成本低等) 【解析】 试题分析:(1)硫酸铜的化学式中Cu2+与SO42-的个数比是1:1,离子方程式中Cu2+与NO3-的个数比是是3:2,所以n(H2SO4):n(HNO3)=3:2; (2)①因为过氧化氢受热易分解,温度过高,造成过氧化氢的损失,产率降低; ②604gCu的物质的量是0.1mol,硫酸的物质的量是0.135mol,所以硫酸过量,理论上应生成0.1mol CuSO4·5H2O,质量是25.0g,实际得到CuSO4·5H2O 20.0g,所以CuSO4·5H2O的产率是20.0 g/25.0 g×100%=80%; (3)反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,而FeSO4不与溶液中的任何物质反应,所以FeSO4的作用只能是催化剂的作用;反应过程在,Fe2+先被O2氧化为Fe3+,4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,然后Fe3+将Cu氧化为Cu2+,2Fe3++ Cu= 2 Fe2+ +Cu2+。 (4)与甲、乙比,丙的优点是不会产生污染,耗能少,原料便宜,节约原料等。 考点:考查硫酸铜的制备实验,对实验的分析能力,优缺点的比较,产率的计算。  
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考点分析:
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化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验,请你参与并完成对有关问题的解答。

(1)甲同学用上图所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的_________(填“Na2CO3

"NaCl”)发生反应。仪器b的名称是_____________。洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是____________。

(2)乙同学用下图所示方法和步骤实验:

①操作I涉及的实验名称有__________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、___________。

②乙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为___________________。

(3)标准状况下,将672 mL CO2气通入50 mL1mol/LKOH溶液中,完全反应后,所得溶液中K2CO3和KHCO3的物质的量之比为(设反应前后溶液体积变化忽略不计)____________

 

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氯、铁的某些化合物在工业生产和生活中有着重要的作用。

(1)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。主要有两种制备方法:

方法一:

工业上常常用 KClO3和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式                ,生成5molClO2转移电子          mol。

方法二:

实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2

NCl3溶液和NaClO2溶液发生反应的离子方程式                    

X中大量存在的阴离子有_____          

(2)铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设计如下方案制备上述两种产品:

①检验固体铁的氧化物中铁的化合价,应使用的试剂是                  (填标号)。

A.稀硫酸   B.稀硝酸   C.KSCN溶液   D.酸性高锰酸钾溶液

②在溶液Ⅰ中加入NaClO3出其氧化Fe2+的离子方程式:                      

③Fe2O3与KNO3和KOH的混合物加热共融可制得高铁酸鉀。完成并配平化学方程式:

Fe2O3+KNO3+KOH——             +KNO2+           

 

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高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。

(1)实验室里欲用KMnO4固体来配制480mL 0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液。

①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、                      。用天平需要称量固体KMnO4的质量           

②下列操作导致所配制溶液的浓度偏大的是            (填序号)。

a.加水定容时俯视刻度线                      b.容量瓶底部有少量蒸馏水

c.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上  d.天平的砝码生锈

2)某化学兴趣小组利用滴定的方法,用新配制的酸性KMnO4溶液来测定某试剂厂生产的FeSO4溶液中Fe2+的物质的量浓度。

①酸性高锰酸钾溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式为                 

②该小组在测定过程中发现,测得的Fe2+的物质的量浓度比标签上的标注值要低,在滴定操作准确的前提下,可能导致该测定结果的原因如下:

猜想一:FeSO4溶液变质;证明方法是              

猜想二:                    

 

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下列实验操作、现象得出的相应结论不正确的是

选项

实验操作、现象

结论

A

某溶液加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体;另取原溶液少许,向其中滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成

确定该溶液存在CO32-

B

氯水中存在多种分子和离子,向新制氯水中加入有色布条,片刻后有色布条褪色

说明氯水中有HClO存在

C

将淀粉与KCl混合液装于半透膜内,浸泡在盛蒸馏水的烧杯中,5min后取烧杯中液体,加碘水变蓝色

证明半透膜有破损

D

将气体通入盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶

可用于除去中CO2的HCl

 

 

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已知电离平衡常数:H2CO3>HClO>HCO3-,氧化性:HClO>Cl2>Br2>Fe3+>I2。下列有关离子反应或离子方程式的叙述中,正确的是

A.向FeI2溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl

B.向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水变成无色

C.向NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式:2ClO+CO2+H2O=2HClO+CO32-

D.能使pH试纸显深红色的溶液,Fe3+、Cl、Ba2+、Br能大量共存

 

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