某化學(xué)興趣小組提出可以用含銅廢料制備藍(lán)色膽礬(CuSO4·XH2O)。
查閱資料:
Ⅰ 過氧化氫在常溫下會緩慢分解為氧氣和水。對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都會促進(jìn)其分解。
Ⅱ CuSO4·XH2O易溶于水難溶于酒精,加熱時會逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO4。
Ⅲ 白色粉末CuSO4易與水化合生成CuSO4·XH2O
I、硫酸銅晶體的制備
方案1:毛毛同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識,提出了制備硫酸銅方案:

方案2:方舟同學(xué)查閱資料歸納了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:

(1)上述方案1中加熱攪拌的作用是  ,形成藍(lán)色溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式是:   。
(2)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃是為了防止  。
(3)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,你認(rèn)為方案   (填1或2)更合理。理由是:     。
(4)方案中“一系列操作”依次為:過濾、、冷卻結(jié)晶、(填序號)。
A.蒸發(fā)濃縮     B.加水稀釋    C.加水溶解    D.過濾
(5)溶液M、N都是CuSO4  (選填“飽和”、“不飽和”或“不一定飽和”)溶液,向其中加入無水CuSO4,均會析出硫酸銅晶體,這是因?yàn)?u>  。
⑹所得硫酸銅晶體需要洗滌后晾干,最合適的洗滌試劑是 。
A.冷蒸餾水     B. 95%的酒精      C.熱蒸餾水 
II、硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定
  
學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)進(jìn)行加熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系圖。
(7) 258℃時,固體完全變成白色粉末。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4·xH2O中x的值為     。(請寫出計算過程,3分)
(8)加熱過程中,硫酸銅晶體分步失去結(jié)晶水。請寫出45℃到110℃時反應(yīng)方程式
(9) 580℃以上時,硫酸銅粉末就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為     
⑴加快反應(yīng)速率  CuO+H2SO4==CuSO4+H2
⑵H2O2受熱分解
⑶ 2     避免灼燒廢料產(chǎn)生的污染
⑷ A  D
⑸飽和   CuSO4+H2O ==CuSO4·XH2O 硫酸銅粉末與水化合后,飽和溶液中溶劑減少  
⑹B
⑺5
⑻CuSO4·4H2O CuSO4·H2O+3H2O↑
⑼2CuSO4 2CuO+2SO2↑+O2

試題分析:I 、(1)在方案1中,由于加熱可增加反應(yīng)物分子的運(yùn)動速率,攪拌會使反應(yīng)物混合更均勻,故可增加反應(yīng)物相互接觸的機(jī)會,因此加熱攪拌的作用是加快反應(yīng)速率;根據(jù)題意分析,形成藍(lán)色溶液的現(xiàn)象的反應(yīng)是氧化銅與硫酸反應(yīng),生成硫酸銅和水,故化學(xué)反應(yīng)的方程式是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
(2)根據(jù)資料可知,“對過氧化氫的水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都會促進(jìn)其分解”,故在方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃,是為了防止其受熱分解。
(3)從環(huán)保的角度分析可知,由于甲方案的第一步是灼燒,會產(chǎn)生一些污染空氣的氣體,粉塵,煙霧等,即會污染空氣,由此可知方案2更合理。
(4)根據(jù)圖示,結(jié)合已有的部分操作步驟分析,因?yàn)檫^濾后的濾液要進(jìn)行冷卻結(jié)晶,故需先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮A,這樣才好對其冷卻結(jié)晶;又由于最終要得到的是硫酸銅晶體,故結(jié)晶后還需過濾D、洗滌和干燥等。
(5)根據(jù)圖示,溶液M、N都是析出硫酸銅晶體后的溶液,即均不能繼續(xù)溶解硫酸銅,故均屬于硫酸銅的飽和溶液;向硫酸銅的飽和溶液中加入無水CuSO4,由于硫酸銅粉末能與水化合,故飽和溶液中的溶劑會減少了,則會有相應(yīng)的溶質(zhì)的析出。
(6)根據(jù)資料可知,CuSO4·XH2O易溶于水難溶于酒精,故可用少量95%的酒精洗滌硫酸銅晶體,這樣可減少硫酸銅晶體因溶于水而有部分損失。故選B
II、(7)根據(jù)資料,CuSO4·XH2O加熱時會逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO4,結(jié)合題意,“258℃時,固體完全變成白色粉末”,說明此時硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)已完全分解生成硫酸銅和水,則該反應(yīng)可表示CuSO4?xH2OCuSO4+xH2O;再結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,258℃時,剩余固體質(zhì)量為8g,則根據(jù)膽礬晶體受熱分解的化學(xué)方程式和膽礬與硫酸銅的質(zhì)量,以及它們之間的固定質(zhì)量比,就可計算出膽礬晶體中x的值。
CuSO4?xH2OCuSO4+xH2O
160+18x     160
12.50g       8g
(160+18x):160=12.50g:8g
解得,x=5
(8)根據(jù)題意,加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水,故可將反應(yīng)表示為CuSO4?5H2OCuSO4?mH2O+(5-m)H2O;結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,45℃時,剩余固體質(zhì)量為11.6g,則根據(jù)反應(yīng)的方程式和兩固體的質(zhì)量、以及質(zhì)量比,可計算出其中m的值。
CuSO4?5H2OCuSO4?mH2O+(5-m)H2O
250         160+18m
12.5g       11.6g
250:(160+18m)= 12.5g:11.6g
解得,m=4,
即此時所得晶體為CuSO4?4H2O;
同理,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)110℃時,剩余固體質(zhì)量為8.9g,同樣可計算出所得晶體中所含結(jié)晶水的量,可設(shè)所得晶體為CuSO4?nH2O,則有
CuSO4?5H2OCuSO4?nH2O+(5-n)H2O
250         160+18n
12.5g       8.9g
250:(160+18n)= 12.5g:8.9g
解得,n=1,
即此時所得晶體為CuSO4?H2O,
故45℃到110℃時反應(yīng)的方程式為CuSO4?4H2OCuSO4?H2O+3H2O。
(9) 根據(jù)題意,580℃以上時,硫酸銅粉末就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,根據(jù)質(zhì)量守恒定律中的元素守恒可知,該金屬氧化物應(yīng)是氧化銅,故此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CuSO4 2CuO+2SO2↑+O2↑。
點(diǎn)評:本題難度較大,考查了多方面的知識,并側(cè)重考查了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力,關(guān)于根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,解題的關(guān)鍵是要抓住“加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水”這句話,然后根據(jù)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式,并依據(jù)已知量對未知的應(yīng)求量進(jìn)行求解計算即可。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列有關(guān)物質(zhì)鑒別方案正確的一組是:
A.可用Ba(OH)2溶液鑒別(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4NO3三種氮肥
B.MgCl2溶液、NaOH溶液、H2SO4溶液、CuSO4溶液,不加任何試劑即可鑒別
C.Na2CO3溶液、Ca(OH)2溶液、鹽酸、BaCl2溶液,不加任何試劑即可鑒別
D.CuO粉末、炭粉、鐵粉,三種黑色粉末用一種試劑無法鑒別

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

通過下列各組對比實(shí)驗(yàn),能得到相應(yīng)結(jié)論的是

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液,并用其證明與某鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)。
(1)配制100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液。
①計算:需要?dú)溲趸c固體的質(zhì)量為      g,水的體積為    mL(水的密度近似看作1g/cm3)。
②稱量:調(diào)節(jié)托盤天平平衡,將一個燒杯放在托盤天平的     盤,稱量其質(zhì)量。然后按需要添加砝碼、移動游碼,再將氫氧化鈉固體加入燒杯中,直至天平平衡。該步驟中用燒杯而不用紙稱量氫氧化鈉的原因是         。
③溶解:用量筒量取所需的水,倒入盛有氫氧化鈉固體的燒杯里,攪拌,使其溶解,并冷卻至室溫。
④把配好的溶液裝入試劑瓶,塞好橡皮塞并貼上標(biāo)簽。
(2)某興趣小組同學(xué)為證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng),從不同角度設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【實(shí)驗(yàn)方案】
方案一:先用pH試紙測定NaOH溶液的pH,再滴加鹽酸,并不斷振蕩溶液,同時測定混合溶液的pH,如果測得的pH逐漸變小且最終小至小于7,則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
①用pH試紙測定NaOH溶液pH時,正確的操作是:                    。
②簡述強(qiáng)調(diào)“測得的pH小于7”的理由:                     。
方案二:化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨有能量的變化,可借助反應(yīng)前后的溫度變化來判斷反應(yīng)的發(fā)生。如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化,則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。該組同學(xué)在沒使用溫度計的情況下,通過下圖所示裝置完成了實(shí)驗(yàn)。則該組同學(xué)根據(jù)     

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

近期我市三江縣茶葉又在全國評比中獲得金獎,可宇弘同學(xué)發(fā)現(xiàn)他家里承包種植的茶樹葉子枯黃和脫落。于是他對此現(xiàn)象進(jìn)行了資料查閱:他家的茶樹適合在偏堿性的土壤中生長,不適合在偏酸性的土壤中生長。
(1)對此他提出以下猜想:①茶樹葉子枯黃和脫落,可能是缺少氮肥引起的;②茶樹葉子枯黃和脫落,也有可能是土壤呈      性引起的。
(2)請你為宇弘同學(xué)設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證土壤的酸堿性,以此證明猜想(2)成立(要求寫出實(shí)驗(yàn)的步驟、現(xiàn)象和結(jié)論。)
(3)通過實(shí)驗(yàn)證明了宇弘同學(xué)的猜想②是造成茶樹葉子枯黃和脫落的原因之一。要改良此土壤,以便適合茶樹的生長,你建議宇弘同學(xué)應(yīng)采取的措施是什么?并說出你的理由。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

現(xiàn)要制取一些二氧化氮?dú)怏w來做演示分子運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)。
已知二氧化氮?dú)怏w可以通過銅和濃硝酸反應(yīng):
Cu+4HN03(濃)=Cu(NO3)2+2N02↑+2H2O得到。 二氧化氮是一種紅棕色的氣體,密度比空氣大,能和水反應(yīng)生成HNO3和NO氣體,NO和NO2都是大氣污染物,NO2能與堿溶液反應(yīng)。現(xiàn)給出下列裝置(A—F):

(1)制二氧化氮的發(fā)生裝置可以選      ,收集二氧化氮的裝置最好選      
(2)寫出二氧化氮和水反應(yīng)的化學(xué)方程式                                  。
(3)要得到干燥的二氧化氮可將其通過          。(填物質(zhì)名稱)
(4)NO一遇到O2就會變成NO2,收集NO應(yīng)用                  法。
(5)用如上圖F裝置演示分子運(yùn)動時,為了縮短演示的時間,NO2最好放在       面的集氣瓶中,另一瓶是空氣,抽去兩瓶之間的玻璃片,可以看到                                
(6)小林同學(xué)用裝置BC組合制取了一瓶無色無味純凈的氣體,他制取的氣體可能是_____;
試用最簡單的方法驗(yàn)證他制取的氣體___________________。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

我國青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O(a. b. c為最簡整數(shù)比)。小紅同學(xué)為測定其組成,稱取該天然堿樣品16.6g進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

資料:
1. 許多物質(zhì)從水溶液里析出晶體時,晶體里常含有一定數(shù)目的水分子,這樣的水分子叫做結(jié)晶水。含有結(jié)晶水的物質(zhì)叫做結(jié)晶水合物。
天然堿樣品(aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O)是一種結(jié)晶水合物,受熱時結(jié)晶水易失去;
2. 2NaHCO Na2CO3↑+CO2 ↑+H2O ;
3. 碳酸鈉比較穩(wěn)定,加熱時不分解。
4.圖中B處為兩個單向閥:推注射器時A1關(guān)閉,A2處打開;拉注射器時,A1打開進(jìn)空氣,A2關(guān)閉。
(一)實(shí)驗(yàn)步驟:①組裝好裝置,檢查氣密性 ②反復(fù)推拉注射器 ③稱量E、F的質(zhì)量④關(guān)閉彈簧夾,加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行⑤打開彈簧夾,再次反復(fù)緩緩?fù)评⑸淦鳍拊俅畏Q量E、F的質(zhì)量。
(二)問題探究:
(1)E中的藥品為       ;C、F、G中裝有堿石灰(CaO與NaOH的固體混合物)
G的作用是                                
(2)若不進(jìn)行步驟⑤的操作,則所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)       (填“偏大”、“偏小”、“無影響”),該操作中推注射器時緩緩的目的是                      。
(3)請你根據(jù)下表數(shù)據(jù)計算:該天然堿樣品16.6g中碳酸氫鈉的質(zhì)量(寫出具體計算過程)。
組別
反應(yīng)前
反應(yīng)后

E的質(zhì)量為100.0克
E的質(zhì)量為102.25克

F的質(zhì)量為50.0克
F的質(zhì)量為51.1克
(三)交流與反思:
(1)在計算碳酸氫鈉的質(zhì)量時,小紅使用了甲組數(shù)據(jù),而小華用了乙組數(shù)據(jù),他們驚奇的發(fā)現(xiàn)兩個人的計算結(jié)果不一樣,請問你贊成    (填“小紅”或“小華”)的計算結(jié)果,不贊成另一位同學(xué)的原因是:                                
(2)最后確定16.6g天然堿樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為      g。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

我校某班化學(xué)興趣小組為驗(yàn)證魚骨的成分,把魚骨放在酒精燈上充分煅燒,得到白色固體,冷卻后研成粉末,再向白色粉末中加入足量的稀鹽酸,有能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產(chǎn)生。請回答:
已知動物的骨骼中含有Ca2+,則魚骨中至少含有的物質(zhì)是_________(填名稱);
下列說法中錯誤的是(  )
A.魚骨放入稀鹽酸中浸泡會變軟。B.飲用牛奶可補(bǔ)充鈣質(zhì)。
C.骨質(zhì)疏松患者不宜補(bǔ)鈣。D.胃酸(中含有鹽酸)能促進(jìn)鈣質(zhì)的吸收。

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科目:初中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)探究酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn):
(1)配制76g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀鹽酸,需要    g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%的鹽酸,需要    mL水。
(2)向盛有氫氧化鈉溶液的錐形瓶里滴入幾滴酚酞試液,溶液變成    色,pH    7(填“>”、“<”或“=”),向錐形瓶逐滴滴入(1)配制的稀鹽酸并振蕩,至溶液恰好褪成無色。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式                  
          。此反應(yīng)屬于中和反應(yīng),請用文字?jǐn)⑹鲆焕泻头磻?yīng)在日常生活或工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用                   。

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同步練習(xí)冊答案