某興趣小組設(shè)計出圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實驗，以探究化學(xué)實驗的綠色化。

(固定裝置略去)

(1)實驗前，活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是                                      。

(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是                       。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是                            。

(3)題27表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是                。理由是______________                。

(4)該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步驟為            ，實驗現(xiàn)象為             ；但此實驗的不足之處是                 。


【答案】

(1)檢查裝置氣密性。

(2)Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡。

(3)丙；耗酸量最少，無污染。

(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色；沒有處理尾氣。

【解析】本題以綠色化學(xué)為載體，考查了思維的全面性和優(yōu)選能力。

三種方案如下：甲：Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

乙：3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

丙:2Cu+O22CuO，

CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。

三種方案相比：丙方案消耗酸最少，沒有污染性氣體產(chǎn)生，體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的原則。

(4)中的設(shè)計原理為：16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O①；Cl2+2Br－===Br2+2Cl－②。

利用①中產(chǎn)生的Cl2，繼續(xù)反應(yīng)②，具體操作：

向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃HCl，c中產(chǎn)生的黃綠色氣體進入d，產(chǎn)生單質(zhì)Br2溶液變黃棕色，但沒有尾氣處理裝置。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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下列實驗操作與預(yù)期實驗?zāi)康幕蛩脤嶒灲Y(jié)論一致的是

選項

實驗操作

實驗?zāi)康幕蚪Y(jié)論

A

某鉀鹽溶于鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體

說明該鉀鹽是

B

向含有少量的溶液中加入足量粉末，攪拌一段時間后過濾

除去溶液中少量

C

常溫下，向飽和溶液中加少量粉末，過濾，向洗凈的沉淀中加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生

說明常溫下

 

D

與濃硫酸170℃共熱，制得的氣體通人酸性溶液

檢驗制得氣體是否為乙烯

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考生注意：此題為分叉題，分A、B兩題，考生可任選一題。若兩題均做，一律按A題計分。A題適合使用二期課改新教材的考生解答，B題適合使用一期課改教材的考生解答。

（A）如下圖所示，將甲、乙兩個裝有不同物質(zhì)的針筒用導(dǎo)管連接起來，將乙針筒內(nèi)的物質(zhì)壓到甲針筒內(nèi)，進行下表所列的不同實驗（氣體在同溫同壓下測定）。

實驗序號

甲針筒內(nèi)物質(zhì)

乙針筒內(nèi)物質(zhì)

甲針筒的現(xiàn)象

1

10 mL FeSO4溶液

10 mL NH3

生成白色沉淀，后變色

2

20 mL H2S

10 mL SO2

3

30 mL NO2（主要）

10 mL H2O(l)

剩有無色氣體，活塞自動向內(nèi)壓縮

4

15 mL Cl2

40 mL NH3

試回答下列問題：

（1）實驗1中，沉淀最終變?yōu)開__________色，寫出沉淀變色的化學(xué)方程式_______________。

（2）實驗2甲針筒內(nèi)的現(xiàn)象是：有________生成，活塞___________移動（填“向外”“向內(nèi)”或“不”）。反應(yīng)后甲針筒內(nèi)有少量的殘留氣體，正確的處理方法是將其通入__________溶液中。

（3）實驗3中，甲中的30 mL氣體是NO2和N2O4的混合氣體，那么甲中最后剩余的無色氣體是__________，寫出NO2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________。

（4）實驗4中，已知：3Cl2+2NH3N2+6HCl。甲針筒除活塞有移動、針筒內(nèi)有白煙產(chǎn)生外，氣體的顏色變化為___________，最后針筒內(nèi)剩余氣體的體積約為______________mL。

（B）某實驗小組用下列裝置進行乙醇催化氧化的實驗。

（1）實驗過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，請寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進行，說明該乙醇氧化反應(yīng)是________反應(yīng)。

（2）甲和乙兩個水浴作用不相同。

甲的作用是____________________；乙的作用是_____________________。

（3）反應(yīng)進行一段時間后，干燥試管a中能收集到不同的物質(zhì)，它們是____________________________。集氣瓶中收集到的氣體的主要成分是______________。

（4）若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有__________。要除去該物質(zhì)，可先在混合液中加入______________（填寫字母）。

a.氯化鈉溶液                  b.苯

c.碳酸氫鈉溶液                d.四氯化碳

然后，再通過_____________（填實驗操作名稱）即可除去。

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下述實驗?zāi)苓_到預(yù)期目的的是

編號

實驗內(nèi)容

實驗?zāi)康?/p>

A

將SO2通入酸性KMnO4溶液中

證明SO2具有氧化性

B

將Cl2通入NaBr溶液中

比較氯與溴的氧化性強弱

C

將銅與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體收集后用冰水混合物冷卻降溫

研究溫度對化學(xué)平衡的影響

D

分別向2支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶液，再向其中1支加入少量MnO2

研究催化劑對H2O2分解速率的影響

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離子檢驗的常用方法有三種：

檢驗方法

沉淀法

顯色法

氣體法

含義

反應(yīng)中有沉淀產(chǎn)生或溶解

反應(yīng)中有顏色變化

反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生

下列離子檢驗的方法不合理的是

A  NH4+－氣體法                          B  I－－沉淀法         

C  Fe3+－顯色法                           D  Ca2+－氣體法

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在室溫和大氣壓強下，用圖示的裝置進行實驗，測得ag含CaC290%的樣品與水完全反應(yīng)產(chǎn)生的氣體體積bL。現(xiàn)欲在相同條件下，測定某電石試樣中CaC2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請回答下列問題：

（1）CaC2和水反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。

（2）若反應(yīng)剛結(jié)束時，觀察到的實驗現(xiàn)象如圖所示，這時不能立即取出導(dǎo)氣管，理由是___________________________。

（3）本實驗中測量氣體體積時應(yīng)注意的事項有___________________________________。

（4）如果電石試樣質(zhì)量為cg，測得氣體體積為dL，則電石試樣中CaC2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算式w（CaC2）＝_______________________。（雜質(zhì)所生成的氣體體積忽略不計）。

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氧化銅有多種用途，如用作玻璃著色劑、油類脫硫劑等。為獲得純凈的氧化銅以探究其性質(zhì)，某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅(含硫酸亞鐵等雜質(zhì))進行如下實驗：

    ⑴制備氧化銅

      工業(yè)CuSO4CuSO4溶液CuSO4·5H2O→……→CuO

    ①步驟I的目的是除不溶性雜質(zhì)。操作是                                。

    ②步驟Ⅱ的目的是除鐵。操作是：滴加H2O2溶液，稍加熱；當(dāng)Fe2+轉(zhuǎn)化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5；加熱煮沸一段時間，過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是                           。

    ③步驟Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶體。操作是                      ，過濾，水浴加熱烘干。水浴加熱的特點是                                      。

    ⑵探究氧化銅的性質(zhì)

    ①取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3% H2O2溶液，只觀察到A中有大量氣泡。結(jié)論是                                       。

    ②為探究試管A中反應(yīng)的速率，收集氣體并測定其體積必需的實驗儀器有：

                                                                          。

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在允許加熱的條件下，只用一種試劑就可以鑒別(NH4)2SO4、KCl、MgCl2、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3溶液，這種試劑是                                          (　　)

A．NaOH                                    B．NH3·H2O

C．AgNO3                                   D．BaCl2

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在下圖中，E和F分別為電源兩極；甲燒杯中盛有100 mL 0.2mol·L－1 AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100 mL 0.15 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均為石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現(xiàn)B極增重1.08g，則

(1)E為________極，C為________極。

(2)A極的電極反應(yīng)式為_________________________，析出氣體________mL。(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

(3)若乙燒杯溶液體積不變，則此時溶液的物質(zhì)的量濃度將變?yōu)?u>          mol·L－1。

(4)甲燒杯中滴入石蕊試液，________極附近變紅（填A(yù)或B）；如果繼續(xù)電解，在甲燒杯中最終得到________溶液(填溶質(zhì)的化學(xué)式)。

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