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某校化学小组同学研究 Cu与H2SO4 溶液反应,小伟同学实验记录如下: 实验编...

某校化学小组同学研究 CuH2SO4 溶液反应,小伟同学实验记录如下:

实验编号

实验操作

实验现象

取螺旋状铜丝在酒精灯上烧至红热,迅速伸入装有 10 mL 3 mol/L H2SO4溶液的试管中

产生大量白雾;溶液颜色变为浅蓝色;试管中出现红色浑浊

步骤一:取螺旋状铜丝在酒精灯上烧至红热, 迅速伸入装有10 mL蒸馏水的试管中;

步骤二:冷却后加入5 mL 3 mol/L H2SO4

步骤一:产生少量白雾;试管中出现黑色浑浊,略带红色

步骤二:浑浊全部为红色;溶液略显蓝色

 

(1)实验一:探究白雾的成分

①波波同学收集实验Ⅰ中白雾,加入品红溶液,溶液褪色,得出结论:白雾成分包含 SO2。可能是因为局部温度过高产生,写出有关化学方程式 ________

②艳艳同学认为不妥,补充实验Ⅲ:

实验编号

实验操作

实验现象

步骤一:取品红溶液,加 3 mol/L H2SO4溶液,加热;

步骤二:收集实验Ⅰ中白雾,加入品红溶液,加热

步骤一:溶液褪色,加热无颜色变化;

步骤二:溶液褪色,加热无颜色变化

 

根据实验Ⅲ,可推断白雾成分是______,而并非SO2

(2)实验二:探究红色固体的成分。经过分析,实验Ⅰ和实验Ⅱ中的红色浑浊成分相同。

(资料)Cu2O能溶在浓氨水中形成无色Cu(NH3)2+,很容易被氧气氧化为蓝色Cu(NH3)22+Cu2O能与一定浓度的酸溶液发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O

①写出Cu2O溶在浓氨水中的离子方程式 _______

②对于红色浑浊的成分,谷哥设计实验并实施,证实了红色固体中只有Cu2O。他的实验是:将实验Ⅰ试管中固体过滤洗涤,得红色固体,__________

③结合实验Ⅰ和Ⅱ,吉吉同学确定铜丝烧至红热时生成了______

(3)实验三:探究红色固体不溶的原因。经过检验,实验Ⅰ和实验Ⅱ反应后的溶液均显酸性,对于体系中有Cu2O固体的原因:

龙校假设:在实验条件下,随着溶液酸性降低,Cu2O与酸无法反应。

乔博假设:在实验条件下,随着溶液酸性降低,Cu2O与酸反应速率变小。

邹邹同学继续实验:

实验编号

实验操作

实验现象

Cu2O固体少量,加入到装有 10 mL3 mol/L H2SO4 溶液的试管中

溶液迅速变为蓝色;试管中出现少量亮红色固体

Cu2O固体少量,加入到装有 10 mL 3 mol/L H2SO4 和少量CuSO4 (浅蓝色)的试管中

现象同Ⅳ

重复实验Ⅰ,振荡试管,分为两等份。第一份立刻加入浓硫酸至 c(H2SO4)=3 mol/L;第二份静置 4 h之后,过滤,向固体中加入浓硫酸至 c(H2SO4)=3 mol/L

第一份加酸后红色固体明显减少,溶液蓝色加深;第二份静置时,固体减少,溶液缓慢变为蓝色,固体加酸后无明显现象。

 

①实验Ⅴ的目的是 ______

②通过以上实验,臧臧同学得出的结论是______

 

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O H2SO4 Cu2O+4NH3•H2O=2Cu(NH3)2++2OH- +3H2O 加入到足量浓氨水中,固体全部溶解得无色溶液,很快变成蓝色溶液 CuO和Cu2O 证明Cu2+对Cu2O与酸的反应没有干扰 随着溶液酸性降低,Cu2O与酸反应速率变小。 【解析】 (1)①Cu与浓硫酸共热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O; ②根据III对比实验可知白雾成分是H2SO4; (2)①Cu2O与氨水中的NH3·H2O反应产生Cu(NH3)2+,结合物质的溶解性及存在形式书写反应的离子方程式; ②根据【资料】中提供信息解答; ③Cu加热后产生黑色固体是CuO,红色固体是Cu2O; (3)①对比IV、V的不同分析判断; ②探究浓度对化学反应速率的影响。 (1)①Cu与浓硫酸共热,发生氧化还原反应,产生CuSO4、SO2、H2O,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O; ②品红溶液中加入稀硫酸与实验I的白雾中加入品红溶液,操作相同,实验现象相同,证明实验I中白雾成分是H2SO4; (2)①Cu2O与浓氨水中的NH3·H2O反应产生Cu(NH3)2+,根据电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:Cu2O+4NH3•H2O=2Cu(NH3)2++2OH- +3H2O; ②证明固体中只有Cu2O,可利用Cu2O能溶在浓氨水中形成无色Cu(NH3)2+,且很容易被氧气氧化为蓝色Cu(NH3)22+;若在酸性环境中,而Cu2O能与一定浓度的酸溶液发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。所以检验固体中只有Cu2O的方法是:将固体加入到足量浓氨水中,固体全部溶解得无色溶液,很快变成蓝色溶液; ③根据实验一、二现象,及上述结论可知铜丝烧至红热时生成了CuO和Cu2O; (3)①IV只加入了H2SO4溶液,而实验V除了加入等体积、等浓度的硫酸外,还加入了一定量的CuSO4溶液,进行对比,结果IV、V的实验现象相同,说明Cu2+对Cu2O与酸的反应没有干扰; ②第一份加酸后红色固体明显减少,溶液蓝色加深;第二份静置4 h时,固体减少,溶液缓慢变为蓝色,固体加酸后无明显现象,说明随着溶液酸性降低,Cu2O与酸反应速率变小。
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回答下列问题:

(1)“酸浸后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式 _______

(2)TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示:

反应温度过高时,Ti元素浸出率变化的原因是 ________

(3)“滤液②中含有的金属离子是 _______;加入双氧水和磷酸使Fe3+恰好沉淀完全,即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时溶液中 c(PO43-)=________(FePO4 Ksp=1.3×10 -22)

(4)写出高温煅烧②中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______

(5)Li2Ti5O15Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为_____

(6)作为刀片电池正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,则正极电极反应式是_________

 

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已知:

i.R-CHO

ii.R-NH2 ++ H2O

(1)法匹拉韦包含的含氧官能团是 __________

(2)A可以与Na2CO3反应产生CO2BNaOH反应的方程式是_______

(3)反应①的反应物和条件是 __________

(4)合成E分三步进行,③为取代反应,中间产物2E互为同分异构体,请写出中间产物2E的结构简式。

中间产物2___________E____________

(5)依据中间产物1的生成,判断反应②的目的是_________

(6)在上述三步反应中,第二步反应除了生成中间产物2,还有另一个含有两个五元环的副产物,该副产物的结构简式为_________

 

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氰化法冶金过程中产生大量的含氰废水(主要包括CN-Cu(CN)32-SO32-等离子),可以通过沉淀——电解氧化法进行处理,某小组同学对该过程进行模拟。

资料1:溶液中存在平衡Cu(CN)32-CuCN↓+2CN-

资料22Cu2++4CN-=2CuCN ↓+(CN)2

(1)利用CuCl2溶液对含氰废水进行初步沉淀处理。溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率随CuCl2加入量变化趋势如图所示。

CuCl2加入量对总氰(CNT)、游离氰(CN-)去除率的影响

①请用平衡移动原理解释,随着CuCl2加入量增大(3.0 g以前),溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率变化趋势_________

②在SO32-的作用下,CuCl2可将废水中的Cu(CN)32-直接转化为CuCN沉淀,该过程的离子方程式为__________

(2)利用钛电极对沉淀后的废液中残留的CN-等离子进一步进行电解处理,在一定的电压下,在阳极观察到明显的气泡,经检验,其主要成分为N2CO2。该小组同学实验时发现,若将(1)中沉淀剂CuCl2换为CuSO4,电解法几乎不能去除CN-

①下列关于电解氧化法处理废水的说法正确的是__________

A.阳极处观察到的气泡主要是由于 CN-在阳极放电产生的

B.电解结束之后,该小组同学在阴极处能回收金属铜

C.电解法处理过程中,Cu(CN)32-向阳极迁移

CN-中包含碳氮三键,该离子中碳元素的化合价为 ______

③请用化学用语解释电解过程中Cl-的作用:_________

 

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硅、锗(32Ge,熔点 937)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。

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(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物 RCl4(R代表SiGe),从原子结构角度解释原因 _______

(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程:

NaClO 溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____;为了加NaClO 溶液浸取含锗废料的速率,可以采取的措施有_____

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某学生探究0.25mol/L Al2( SO4)3溶液与0.5mol/L Na2CO3溶液的反应,实验如下:

下列分析不正确的是

A. 实验I中,白色沉淀a是Al(OH)3

B. 实验2中,白色沉淀b含有CO32-

C. 实验l、2中,白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH无关

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