題目列表(包括答案和解析)
14.氧化銅有多種用途,如用做玻璃著色劑、油類的脫硫劑等。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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)制備氧化銅
工業(yè)CuSO4CuSO4·5H2O―→……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(shí)間,過(guò)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(guò)濾,水浴加熱烘干。水浴加熱的特點(diǎn)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)探究氧化銅性質(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(cè)定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀器有__________________________。
[解析] (1)①除去沉淀,必須要先溶解,再進(jìn)行過(guò)濾,才能得到可溶性的鹽溶液。②除去CuSO4中的FeSO4,直接采用沉淀法會(huì)除去Cu2+,所以采用H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,再加熱,使Fe3+水解完全,可以得到純CuSO4溶液。③由溶液得到晶體,采用蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶的方法。
[答案] (1)①加蒸餾水溶解,過(guò)濾、诩却龠M(jìn)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,又阻止Cu2+的水解、壅舭l(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 可以控制加熱溫度,且溫度不超過(guò)100 ℃,加熱均勻
(2)①CuO對(duì)H2O2的分解有催化作用
②量筒、水槽(或集氣瓶)、秒表(計(jì)時(shí)器)、導(dǎo)管
13.實(shí)驗(yàn)室有CuO和Cu粉的混合物,請(qǐng)你利用給出的實(shí)驗(yàn)儀器及試劑,設(shè)計(jì)兩種測(cè)定該樣品(已稱得其質(zhì)量為m克)中氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法,并填寫(xiě)表格中的有關(guān)內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)方法 |
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 |
實(shí)驗(yàn)所用儀器(用編號(hào)表示) |
實(shí)驗(yàn)需直接測(cè)定的有關(guān)物理量(用文字說(shuō)明) |
1 |
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2 |
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實(shí)驗(yàn)可能用到的主要儀器:
①托盤(pán)天平、趩⑵瞻l(fā)生器 ③硬質(zhì)玻璃管、苣嗳
⑤燒杯 ⑥坩堝、呔凭珶簟、嗖AО簟、崧┒贰、飧稍锕
實(shí)驗(yàn)可能用到的試劑:
a.鋅! b.稀硫酸
c.氯化鈉溶液 d.濃硫酸
[答案]
1 |
H2SO4+CuO=== CuSO4+H2O |
①⑤⑧⑨ |
過(guò)濾后剩余固體的質(zhì)量 |
2 |
2Cu+O22CuO |
①④⑥⑦⑧ |
實(shí)驗(yàn)前坩堝與樣品總質(zhì)量(或坩堝質(zhì)量)實(shí)驗(yàn)后坩堝與CuO總質(zhì)量 |
12.銅是生命必需的元素,也是人類最早使用的金屬之一,銅的生產(chǎn)和使用對(duì)國(guó)計(jì)民生各個(gè)方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,請(qǐng)完成(1)-(3)題:
(1)在西漢古籍中曾有記載:曾青得鐵則化為銅(即曾青
(CuSO4)跟鐵反應(yīng)生成銅)。試寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
____________________________。
(2)銅器表面有時(shí)會(huì)生成銅綠,請(qǐng)寫(xiě)出生成銅綠的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________,
這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫(xiě)出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。
(3)銅錢(qián)在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點(diǎn)是1 183.4 ℃,鐵的熔點(diǎn)是1 534.8 ℃)
[解析] (1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
(2)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3;要除去銅器表面的銅綠,考慮選擇酸,強(qiáng)氧化性酸能和裸露的銅繼續(xù)反應(yīng),而鹽酸不和銅繼續(xù)反應(yīng),并且鹽酸具有揮發(fā)性。有關(guān)方程式如下:Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。
(3)根據(jù)題給信息以及作貨幣的實(shí)際,選擇銅作貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低,容易冶煉鑄造成型;銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕。
[答案] (1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
(2)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O
(3)選擇銅作貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低,容易冶煉鑄造成型;銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕。
11.冶煉金屬一般有下列方法:①焦炭法,②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法,③活潑金屬置換法,④電解法;四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。
(1)請(qǐng)對(duì)下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析,從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號(hào)填入下表中空格:
火燒孔雀 石煉銅 |
濕法煉銅 |
鋁熱法煉鉻 |
從光鹵石 中煉鎂 |
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火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫(xiě)主要的兩個(gè)):
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)寫(xiě)出以下化學(xué)方程式
①用焦炭法煉鐵________________________________________________________________________
②用水煤氣法煉鎢________________________________________________________________________
③用鋁熱法煉錳________________________________________________________________________
④用電解法冶煉鈉________________________________________________________________________
[解析] 選擇金屬的冶煉方法,要依據(jù)金屬的活動(dòng)性及金屬在自然界中的存在狀態(tài)。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,火燒時(shí)易分解,木柴或煤炭中有碳,能還原出Cu。
[答案] (1)①、邸、邸、堋u2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O C+2CuO2Cu+CO2↑
(2)①3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
②3H2+WO3W+3H2O
③4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
④2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
10.將Mg、Cu組成的2.64 g混合物投入到適量稀硝酸中恰好完全反應(yīng),固體完全溶解時(shí)收集到還原產(chǎn)物NO氣體0.896 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液60 mL時(shí)金屬離子恰好沉淀完全。則形成沉淀的質(zhì)量為( )
A.4.32 g B.4.68 g
C.5.36 g D.6.38 g
[解析] 由題意知2.64 g混合物與稀硝酸恰好完全反應(yīng)生成Mg(NO3)2和Cu(NO3)2,加入NaOH后,金屬離子恰好完全沉淀。
設(shè)Mg和Cu的物質(zhì)的量分別為x、y,
則x+y==0.06 mol
24x+64y=2.64 g
解得x=y(tǒng)=0.03 mol
形成沉淀的質(zhì)量為:0.03 mol×58 g·mol-1+0.03 mol×98 g·mol-1=4.68 g。
[答案] B
9.某化學(xué)小組為測(cè)定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
方案Ⅰ:銅鋁混合物足量溶液A充分反應(yīng)測(cè)定生成氣體的體積
方案Ⅱ:銅鋁混合物足量溶液B充分反應(yīng)測(cè)定剩余固體的質(zhì)量
下列有關(guān)判斷中不正確的是( )
A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液
B.若溶液B選用濃硝酸,則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小
C.溶液A和B均可選用稀硝酸
D.實(shí)驗(yàn)室中方案Ⅱ更便于實(shí)施
[解析] 銅和鋁組成的混合物遇到鹽酸或NaOH溶液時(shí),有鋁與二者都發(fā)生反應(yīng),生成氫氣,銅都不反應(yīng),故A項(xiàng)正確。當(dāng)B項(xiàng)選用濃硝酸時(shí),鋁常溫下遇濃HNO3發(fā)生鈍化,表面氧化成一薄層致密的氧化膜,故稱剩余固體鋁的質(zhì)量時(shí),使鋁的質(zhì)量偏大,因此銅的質(zhì)量偏小,故質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,則B正確。當(dāng)C項(xiàng)選用稀HNO3時(shí),二者都與HNO3反應(yīng),方案Ⅰ可以,而方案Ⅱ不行,故C錯(cuò)。D從操作性判斷,方案Ⅱ?qū)嵤┬愿。故不正確的選C。
[答案] C
8.當(dāng)三份Cu粉分別與過(guò)量的稀硝酸、濃硝酸、熱的濃硫酸反應(yīng)后,收集到的氣體在相同狀況下體積相等時(shí),三份Cu粉的質(zhì)量比為(不考慮NO2轉(zhuǎn)化成N2O4和反應(yīng)生成氣體的溶解)( )
A.3∶1∶2 B.3∶2∶2
C.1∶1∶2 D.2∶6∶3
[解析] 由3Cu2NO,Cu2NO2,CuSO2知,當(dāng)生成氣體的體積相等時(shí),稀HNO3、濃HNO3、濃硫酸消耗銅的物質(zhì)的量之比(即質(zhì)量之比)為3∶1∶2。
[答案] A
7.某復(fù)合材料是由碳纖維為增強(qiáng)體、金屬鈦為基體復(fù)合而成的。估計(jì)這種材料( )
①耐高溫 ②不耐熱、蹖(dǎo)電、導(dǎo)熱、懿粚(dǎo)電、不導(dǎo)熱、菘捎糜陲w機(jī)機(jī)翼、蘅捎糜趯(dǎo)彈的殼體
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.②③④ D.③④⑤
[解析] 以碳纖維為增強(qiáng)體、金屬鈦為基體的復(fù)合材料具有耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好、不吸濕和不易老化等優(yōu)點(diǎn)。
[答案] A
6.下列金屬冶煉的反應(yīng)原理,錯(cuò)誤的是( )
A.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
B.Al2O3+3H22Al+3H2O
C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
D.2HgO2Hg+O2↑
[解析] Al應(yīng)該用電解法冶煉。
[答案] B
5.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同,因此選用的冶煉方法也就不同。你認(rèn)為這些方法的選擇主要是依據(jù)( )
A.金屬在自然界里存在的形式
B.金屬元素在地殼中的含量
C.金屬陽(yáng)離子得電子的能力
D.金屬熔點(diǎn)的高低
[解析] 金屬冶煉的一般原理是利用還原劑將金屬?gòu)钠涞V物中還原出來(lái)。根據(jù)金屬陽(yáng)離子得電子的能力不同,而用不同的方法,如不活潑的金屬一般采用熱分解法(如Hg的冶煉)、活潑金屬采用電解法(如Na、Mg、Al的冶煉)、介于活潑金屬與不活潑金屬之間采用熱還原法(如Fe的冶煉)等。
[答案] C
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