【題目】(13分)硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)是銅鹽中重要的無機(jī)化工原料,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、電鍍、飼料添加劑、催化劑、石油、選礦、油漆等行業(yè)。
Ⅰ.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水為原料制取硫酸銅晶體。其工藝流程如下:
(1)預(yù)處理時要用破碎機(jī)將孔雀石破碎成粒子直徑<1 mm,破碎的目的是____________________。
(2)已知氨浸時發(fā)生的反應(yīng)為CuCO3·Cu(OH)2+8NH3·H2O[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+8H2O,蒸氨時得到的固體呈黑色,請寫出蒸氨時的反應(yīng)方程式:______________________。
(3)蒸氨出來的氣體有污染,需要凈化處理,下圖裝置中合適的為___________(填標(biāo)號);經(jīng)吸收凈化所得的溶液用途是_______________(任寫一條)。
(4)操作2為一系列的操作,通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、___________、洗滌、___________等操作得到硫酸銅晶體。
Ⅱ.采用金屬銅單質(zhì)制備硫酸銅晶體
(5)教材中用金屬銅單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅,雖然生產(chǎn)工藝簡潔,但在實(shí)際生產(chǎn)過程中不采用,其原因是______________________(任寫兩條)。
(6)某興趣小組查閱資料得知:Cu+CuCl22CuCl,4CuCl+O2+2H2O2[Cu(OH)2·CuCl2],[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4CuSO4+CuCl2+2H2O,F(xiàn)設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)來制備硫酸銅晶體,裝置如圖:
向銅和稀硫酸的混合物中加入氯化銅溶液,利用二連球鼓入空氣,將銅溶解,當(dāng)三頸燒瓶中呈乳狀渾濁液時,滴加濃硫酸。
①盛裝濃硫酸的儀器名稱為___________。
②裝置中加入CuCl2的作用是______________;最后可以利用重結(jié)晶的方法純化硫酸銅晶體的原因?yàn)?/span>______________________。
③若開始時加入a g銅粉,含b g氯化銅溶質(zhì)的氯化銅溶液,最后制得c g CuSO4·5H2O,假設(shè)整個過程中雜質(zhì)不參與反應(yīng)且不結(jié)晶,每步反應(yīng)都進(jìn)行得比較完全,則原銅粉的純度為________。
【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,提高氨浸的效率 [Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O A 制化學(xué)肥料等 過濾 干燥 產(chǎn)生有毒的氣體,污染環(huán)境;原材料利用率低;濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性(任寫兩條) 分液漏斗 做催化劑 氯化銅的溶解度在常溫下比硫酸銅晶體大得多,且氯化銅的溶解度隨溫度的變化程度不大(合理即可) ×100%(或%)
【解析】
(1)破碎機(jī)把孔雀石破碎成細(xì)小顆粒,增大了與氨水接觸面積,使銅與氨充分絡(luò)合,提高氨浸的效率及浸取率。
(2)由題意可知,氨浸時生成[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3,加熱蒸氨的意思為加熱時[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3分解生成氨氣,由[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3的組成可知還會生成CO2、氧化銅和水,其反應(yīng)方程式為[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O。
(3)蒸氨出來的氣體有氨氣和二氧化碳,氨氣有污染,需要通入硫酸凈化處理生成硫酸銨,為了防止倒吸,合適的裝置為A;凈化后生成硫酸銨溶液,其用途是可以制備化學(xué)肥料等。
(4)由題意可知,操作2為硫酸銅溶液變成硫酸銅晶體,操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。
(5)課本中直接利用銅與濃硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生有毒的氣體二氧化硫;這樣既污染環(huán)境又使原材料利用率低;而且濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性,直接使用危險性較大。
(6)①盛裝濃硫酸的儀器為分液漏斗。②由題意可知,氯化銅雖然參與反應(yīng),但最后又生成了等量的氯化銅,根據(jù)催化劑的定義可知氯化銅在此反應(yīng)過程中做催化劑。因?yàn)槁然~的溶解度在常溫下比硫酸銅晶體大得多,在重結(jié)晶純化硫酸銅晶體時可以使二者分離,同時氯化銅的溶解度隨溫度的變化程度不大,可使氯化銅保持在母液中,在下一次制備硫酸銅晶體時繼續(xù)做催化劑使用。③由題意可知銅粉全部生成硫酸銅晶體(因氯化銅為催化劑,氯化銅中的銅最終不會生成硫酸銅晶體),硫酸銅晶體中的銅元素質(zhì)量為g,則銅粉的純度為×100%或化簡為%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物X(結(jié)構(gòu)如圖)是合成藥物碘他拉酸的中間體,下列關(guān)于X的說法正確的是( )
A.分子式為C9H10N2O3
B.苯環(huán)上的二氯代物有2種
C.1mol X最多能與5 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)
D.既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)某實(shí)驗(yàn)小組為了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,進(jìn)行了稀硫酸與金屬鐵反應(yīng)的對照實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)序號 | 金屬質(zhì)量/g | 金屬狀態(tài) | c(H2SO4)/molL-1 | V(H2SO4)/mL | 反應(yīng)前溶液溫度/℃ | 金屬消失的時間/s |
1 | 0.10 | 絲 | 0.5 | 50 | 20 | 500 |
2 | 0.10 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 50 |
3 | 0.10 | 絲 | 1.0 | 50 | 20 | 125 |
4 | 0.10 | 絲 | 1.0 | 50 | 35 | 50 |
對比實(shí)驗(yàn)1和3,表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是___;此外,該實(shí)驗(yàn)表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素還有___。
(2)用如圖原電池裝置可加快鐵與稀硫酸反應(yīng)的速率,其中銅作___(填“負(fù)極”或“正極”),鐵的電極反應(yīng)式是___。
(3)舉出生活中你熟悉的一種二次電池___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在體積為10L的密閉容器中,3molX和1molY進(jìn)行應(yīng):2X(g)+Y(g) Z(g),經(jīng)2min達(dá)到平衡,生成0.6molZ,下列說法正確的是
A. 以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.01mol/(L·s)
B. 將容器體積變?yōu)?/span>20L,Z的平衡濃度為原來的1/2
C. 若增大壓強(qiáng),則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小
D. 若升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)增大,則該反應(yīng)的△H<0
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一絕熱(不與外界發(fā)生熱交換)的恒容容器中,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(s) C(g)+D(g),下列描述中能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的有( )個
①容器內(nèi)溫度不變 ②混合氣體的密度不變 ③混合氣體的壓強(qiáng)不變
④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 ⑤C(g)的物質(zhì)的量濃度不變
⑥容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2:1:1 ⑦某時刻v(A)=2v(C)且不等于零
⑧單位時間內(nèi)生成n mol D,同時生成2n mol A
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸” Na-CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2,充電時“呼出”CO2。吸入CO2時,其工作原理如圖所示。吸收的全部CO2中,有2/3轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說法正確的是
A.“吸入”CO2時,鈉箔為正極
B.“呼出”CO2時,Na+向多壁碳納米管電極移動
C.“吸入” CO2時的正極反應(yīng)式為:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每“呼出”22.4 L CO2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.75 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列描述的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài),不一定是平衡狀態(tài)的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變
B.2NO2(g) N2O4(g),恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變
C.CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s),恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的質(zhì)量保持不變
D.3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),反應(yīng)體系中H2與N2的物質(zhì)的量之比保持3∶1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。
(1)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化,在400mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣,實(shí)驗(yàn)記錄如表(累計值):
時間(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氫氣體積(mL)(標(biāo)準(zhǔn)狀況) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①哪一時間段反應(yīng)速率最大___min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是____。
②求3~4分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應(yīng)速率___(設(shè)溶液體積不變)。
(2)另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)過快難以測量氫氣體積,他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應(yīng)速率,你認(rèn)為不可行的是(________)
A.蒸餾水
B.KCl溶液
C.KNO3溶液
D.CuSO4溶液
(3)某溫度下在4L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖。
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。
②該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___。
A.X、Y、Z的反應(yīng)速率相等
B.X、Y的反應(yīng)速率比為3:1
C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
D.生成1molY的同時生成2molZ
③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)由小到大的四種短周期元素,其中X、Z、W可分別與氫元素組成共價化合物XH3、H2Z和HW;Y與氧元素可組成離子化合物Y2O和Y2O2。
(1)寫出Y2O的電子式:__,Y2O2含有的化學(xué)鍵類型是___。
(2)W元素在元素周期表中的位置是第__周期第__族。
(3)XH3、H2Z和HW三種化合物,其中一種與另外兩種都能反應(yīng),該化合物在實(shí)驗(yàn)室制備的化學(xué)反應(yīng)方程式為:__。
(4)水的沸點(diǎn)比H2Z要__(填“高”或者“低”),原因是__。
(5)由X、W組成的化合物分子中,X、W原子的最外層均達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該化合物遇水可生成一種具有漂白性的化合物,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__。
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