5.某研究性學(xué)習(xí)小組為了研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng),設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出)

實(shí)驗(yàn)選用細(xì)銅絲、98.3%H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等藥品,銅絲被卷成螺旋狀,一端沒入濃H2SO4中,另一端露置在液面上方.
以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)的記錄.
材料一:小組交流滴錄
學(xué)生1:加熱前,無現(xiàn)象發(fā)生;加熱后,液面下銅絲變黑,產(chǎn)生氣泡,有細(xì)小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進(jìn)入濃硫酸中,黑色物質(zhì)是什么?值得探究!
學(xué)生2:我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì),后來逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨腆w,我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO4
學(xué)生3:你們是否注意到液面以上的銅絲也發(fā)黑,而且試管上部內(nèi)壁有少量淡黃色S固體凝聚,會不會液面以上的銅絲與硫發(fā)生了反應(yīng),我查資料發(fā)現(xiàn):2Cu+S=Cu2S(黑色).
材料二:探究實(shí)驗(yàn)剪輯
實(shí)驗(yàn)1:將光亮的銅絲在酒精燈火焰上灼燒變黑,然后插入稀硫酸中,銅絲重新變得光亮,溶液呈藍(lán)綠色;將光亮的銅絲置入加熱的硫蒸氣中變黑,然后插入稀硫酸中無變化.
實(shí)驗(yàn)2:截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲,插入稀硫酸中無變化;將濃硫酸液面下方變黑的銅絲,插入稀硫酸、黑色明顯變淺,溶液呈藍(lán)綠色.
實(shí)驗(yàn)3:將溶液中的黑色顆粒狀物質(zhì),經(jīng)過濾、稀硫酸洗、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱,然后冷卻,用電子天平稱重發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少10%左右.
根據(jù)上述材料回答下列問題:
(1)D、E兩支試管中CC14的作用是防止倒吸;
(2)加熱過程中,觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧,起初部分煙霧在試管上部內(nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì),在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時,淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失.寫出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式:S+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3SO2↑+2H2O;
(3)對A試管中的濃H2SO4和銅絲進(jìn)行加熱,很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色,但始終未見D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀.學(xué)生1猜想是由于SO2溶解度較大,生成了Ca(HSO32的緣故.請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生1的猜想取樣后,向其中加氫氧化鈉溶液,觀察是否有沉淀生成;
(4)根據(jù)上述研究,結(jié)合所學(xué)知識,你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是CuO、CuS、Cu2S;(寫化學(xué)式)
(5)反應(yīng)完全后稀釋溶液呈酸性,學(xué)生2猜想反應(yīng)中濃硫酸可能過量,請你設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證稀釋后的溶液由于硫酸過量呈酸性,取稀釋后的溶液適量于試管中,加入足量的鐵粉,若有無色無味的氣體產(chǎn)生,證明硫酸過量.

分析 (1)二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈,要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生;
(2)硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和水,據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(3)利用酸式鹽和強(qiáng)堿中的氫氧根反應(yīng)能得到正鹽,可以使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行檢驗(yàn);
(4)含有銅元素的常見黑色物質(zhì)有CuO、CuS、Cu2S,結(jié)合實(shí)際來回答;
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況來判斷溶液顯酸性的可能原因并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證.

解答 解:(1)因二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈,可以采用四氯化碳的作用來達(dá)到防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生;
故答案為:防止倒吸;
(2)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,硫在加熱時能和濃硫酸反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:S+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3SO2↑+2H2O;故答案為:S+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3SO2↑+2H2O;
(3)Ca(HSO42能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成溶解度較小的亞硫酸鈣,可以加入氫氧化鈉溶液,觀察是否有沉淀生成;故答案為:取樣后,向其中加氫氧化鈉溶液,觀察是否有沉淀生成;
(4)含有銅元素的黑色物質(zhì)有:CuO、CuS、Cu2S,根據(jù)題中信息可知,A裝置試管底部有黑色顆粒物質(zhì),可能是副反應(yīng)生成的CuO、CuS、Cu2S;
故答案為:CuO、CuS、Cu2S;
(5)溶液顯酸性的可能原因是硫酸過量,可以加入金屬鐵來檢驗(yàn)溶液中氫離子的存在,方法為:取稀釋后的溶液適量于試管中,加入足量的鐵粉,若有無色無味的氣體產(chǎn)生,證明硫酸過量;
故答案為:取稀釋后的溶液適量于試管中,加入足量的鐵粉,若有無色無味的氣體產(chǎn)生,證明硫酸過量.

點(diǎn)評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì),注意掌握濃硫酸具有的化學(xué)性質(zhì),明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計的方法,明確題中資料信息是解題根據(jù),試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

16.鋼鐵工業(yè)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起了重要作用.
①煉鋼時,加入硅、錳和鋁的目的是脫氧和調(diào)整鋼的成分.
②不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過程的氧吹后(填“前”或“后”)加入.
③煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中,尾氣均含有的主要污染物是CO.從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)角度考慮,上述尾氣經(jīng)處理可用作燃料(或還原劑).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用,工業(yè)普遍使用Na2SO3與硫磺(S)共煮得到,裝置如圖1.已知:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O.

Ⅰ.(1)步驟1:打開K1、關(guān)閉K2,向圓底燒瓶中加入足量甲并加熱,則試劑甲為濃硫酸.
(2)步驟2:始終保持C中溶液呈堿性,反應(yīng)一段時間后,硫粉的量逐漸減少,打開K2、關(guān)閉K1并停止加熱.
①C中溶液須保持呈堿性,若呈酸性,則CO32-+2H+=H2O+CO2↑、S2O32-+2H+=H2O+SO2↑+S↓.(用離子方程式表示)
②裝置B、D的作用是吸收SO2,防止污染.
(3)步驟3:將C中所得混合物分離提純后得產(chǎn)品.
Ⅱ.(4)利用反應(yīng)2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2也能制備Na2S2O3.所需儀器如圖2,按氣流方向連接各儀器,接口順序?yàn)椋篴→g,h→b,c→e,f→d.
(5)裝置乙盛裝的試劑是Na2CO3和Na2S的混合溶液.
(6)Na2S2O3還原性較強(qiáng),工業(yè)上常用作除去溶液中殘留的Cl2,該反應(yīng)的離子方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+
(7)請?jiān)O(shè)計簡單的實(shí)驗(yàn)方案,證明上述殘留的Cl2被還原成了Cl-取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴入Ba(NO32溶液至不再產(chǎn)生沉淀,再取上層清液(或過濾后取濾液),滴加AgNO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明Cl2被還原為了Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.將大小相同、質(zhì)量相等的鎂條放入下列溶液中,反應(yīng)速率按由大到小順序排列正確的是      已知:醋酸的K a=1.8×10-5,亞硫酸的K a1=1.54×10-2.( 。
①2mol/L H2SO3                        ②2mol/L HAc
③2mol/L的HAc中加入少量的NaAc固體      ④2mol/L的鹽酸.
A.①③②④B.④①②③C.④①③②D.①④③②

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下列各選項(xiàng)中兩種粒子所含電子數(shù)不相等的是( 。
A.羥基(-OH)和氫氧根(OH-B.亞硝酸(HNO2)和亞硝酸根(NO2?)
C.硝基(-NO2)和二氧化氮(NO2D.羥甲基(-CH2OH)和甲氧基(CH3O-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.電負(fù)性的大小也可以作為判斷金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的尺度,下列關(guān)于電負(fù)性的變化規(guī)律正確的是( 。
A.周期表中同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸增大
B.周期表中同主族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸增大
C.電負(fù)性越大,金屬性越強(qiáng)
D.電負(fù)性越小,非金屬性越強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.一定溫度下,1mol X和n mol Y在容積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+Y(g)?2Z(g)+M(s),5min后達(dá)到平衡,此時生成2amolZ,下列說法正確的是(  )
A.其他條件不變,向平衡后的體系中加入1mol M,平衡向逆反應(yīng)方向移動
B.其他條件不變,向平衡體系中再充入1mol X,v(正)增大,v(逆)減小,平衡正向移動
C.當(dāng)混合氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化時,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.用X表示此反應(yīng)的反應(yīng)速率是(0.1-0.2a)mol•L-1min-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在研究CH4還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引.查閱資料得知:在溫度不同、受熱不均時會生成具有磁性的Fe3O4為進(jìn)一步探究黑色粉末的組成及含量,他們進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).
(一)定性檢驗(yàn)
(1)往黑色粉末中滴加鹽酸,觀察到有氣泡產(chǎn)生,則黑色粉末中一定有Fe,產(chǎn)生氣泡的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑.
(2)熱還原法檢驗(yàn):按如圖裝置連接好儀器(圖中夾持設(shè)備已略去),檢查裝置的氣密性.往裝置中添加藥品.打開止水夾K通入氫氣,持續(xù)一段時間后再點(diǎn)燃C處的酒精燈.

請回答下列問題:
①B中試劑的名稱是濃硫酸.
②若加熱一段時間后,裝置D中白色粉末變藍(lán)色,對黑色粉末的組成得出的結(jié)論是是(填“是或否”)含有Fe3O4
③綜上所述:黑色粉末的組成為Fe和Fe3O4
(3)為進(jìn)一步證明黑色粉末是否含F(xiàn)e3O4.,某同學(xué)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案如下:取少量黑色粉末于試管,加足量鹽酸,充分振蕩使黑色粉末完全溶解,滴入KSCN溶液,觀察現(xiàn)象.請分析此方案是否可行,并解釋原因.不可行,因Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+與Fe反應(yīng)生成Fe2+,溶液不變色.
(二)、沉淀法定量測定
為進(jìn)一步分析該黑色粉中兩組分的比例關(guān)系,按如下實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行測定.

(4)操作II的名稱是過濾、洗滌、轉(zhuǎn)移固體.
(5)通過以上數(shù)據(jù),計算黑色粉末中兩組分的質(zhì)量分別為Fe、0.56g,F(xiàn)e3O4、2.32g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用,甲同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案如下:

請回答:
(1)綠礬的化學(xué)式為FeSO4•7H2O.
(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,反應(yīng)②生成沉淀的離子反應(yīng)方程式AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
(3)為了檢測濾液D中含有的金屬離子,可設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案為(試劑自選):用試管取少量濾液D,向?yàn)V液中滴加鐵氰化鉀,有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,液則中存在Fe2+,或向?yàn)V液中滴加KSCN(或NaSCN、或NH4SCN)]
溶液無明顯現(xiàn)象,再滴入氯水(或雙氧水,或通入Cl2)若變成血紅色,則溶液則中存在Fe2+
(4)在濾渣B中滴加稀硫酸時,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率比一般的鐵粉反應(yīng)要快,其原因是銅、鐵與稀硫酸形成了原電池.
(5)若考慮綠色化學(xué)工藝,在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體,試劑Y為無色液體,則反應(yīng)④的總化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;若不考慮綠色化學(xué)工藝,所選試劑Y為1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含銅元素的溶質(zhì)僅為CuSO4,則需該硝酸的體積2L.

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同步練習(xí)冊答案