題目列表(包括答案和解析)
14.(2010·模擬題)某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng),設(shè)計(jì)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、CCl4、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 小組交流摘錄
學(xué)生1:加熱前,無(wú)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:加熱后,我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì),后來(lái)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?jī)?nèi)壁有少量淡黃色S
固體凝聚,會(huì)不會(huì)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(wú)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(wú)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(guò)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)A試管上方的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是
______________________________________________________________________;
D、E兩支試管中CCl4的作用是
______________________________________________________________________。
(2)加熱過(guò)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?jī)?nèi)壁
析出淡黃色固體物質(zhì),在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時(shí),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:
_____________________________________________________________________。
(3)對(duì)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)混濁或沉淀。你的猜想是
______________________________________________________________________。
(4)根據(jù)上述研究,結(jié)合所學(xué)知識(shí),你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是
________________(寫化學(xué)式)。
解析:本實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)銅與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。(1)長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是冷凝氣體,
D、E兩支試管中CCl4的作用是防止倒吸,因?yàn)楫a(chǎn)物中的SO2、CO2氣體能被堿液完
全吸收,容易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象;(2)出現(xiàn)的淡黃色固體只能是單質(zhì)硫,消失的原因是被
濃硫酸氧化;(3)中生成了Ca(HSO3)2而不出現(xiàn)沉淀;(4)依據(jù)材料二中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可以
推出結(jié)論。
答案:(1)冷凝、回流 防止倒吸 (2)S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O
(3)SO2生成量較大,生成了Ca(HSO3)2溶液 (4)CuO、CuS、Cu2S
13.(2010·模擬題)實(shí)驗(yàn)室用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫的廢液中含有大量的硫酸鋅。因粗鋅
中常含有鐵等雜質(zhì),溶液中混有一定量的硫酸亞鐵。為充分利用制氫廢液,某;
學(xué)興趣小組以制氫氣的廢液為原料來(lái)制取皓礬(ZnSO4·7H2O)并探究其性質(zhì)。
(1)制備皓礬的實(shí)驗(yàn)流程如圖所示:
已知:開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為:
Fe(OH)3:2.7-3.7 Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8.0
試回答下列問題:
①實(shí)驗(yàn)室常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)而不用純鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣,除了純鋅成本較
高外,還有一重要原因是
_______________________________________________________________________;
②試劑E供選擇使用的有:Zn粉、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、ZnSO4等,應(yīng)選用
________,其理由是
_____________________________________________________________________;
晶體2,該過(guò)程的名稱是________;
→晶體2,該過(guò)程的名稱是________;
④在得到皓礬時(shí),向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是
______________________________________________________________________。
(2)探究ZnSO4·7H2O的性質(zhì)
⑤稱取28.7 g ZnSO4·7H2O研細(xì)后置于坩堝中小心加熱,測(cè)得殘留固體的質(zhì)量與溫度
的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)見下表:
溫度(℃) |
60 |
240 |
930 |
1
000 |
殘留固體質(zhì)量(g) |
19.7 |
16.1 |
8.1 |
8.1 |
試寫出ZnSO4·7H2O加熱到1000℃時(shí)的反應(yīng)方程式:
_______________________________________________________________________。
解析:本題是一道結(jié)合化工的推斷型實(shí)驗(yàn)題,難度一般。
(1)①形成原電池可加快鋅與硫酸的反應(yīng)速率。
②注意在滿足沉淀的同時(shí),不能引進(jìn)新的雜質(zhì)。
(2)⑤通過(guò)題給表格數(shù)據(jù)分析可知930℃分解完全,再通過(guò)計(jì)算得出反應(yīng)方程式。
答案:(1)①粗鋅中含有的雜質(zhì)可與鋅形成原電池,可加快鋅與硫酸的反應(yīng)速率
②ZnO[ZnCO3或Zn(OH)2] 調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7-5.7,使得Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
沉淀,同時(shí)避免引入新的雜質(zhì) ③重結(jié)晶、転榱藳_洗掉晶體表面的水及雜質(zhì)離
子,防止晶體溶解,影響產(chǎn)率
(2)⑤ZnSO4·7H2OZnO+SO3↑+7H2O↑
12.(2010·河北師大附中月考題)小明同學(xué)在學(xué)習(xí)“硫酸及其鹽的某些性質(zhì)與用途”的過(guò)
程中,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究。
實(shí)驗(yàn)一:探究濃硫酸的氧化性
將實(shí)驗(yàn)室常用的藥品放入如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置后,加熱裝置甲。(夾持和加熱裝置省
略)
(1)該裝置設(shè)計(jì)上存在明顯缺陷,請(qǐng)指出:
_______________________________________________________________________。
(2)寫出裝置甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式:
_______________________________________________________________________。
裝置乙中的試劑是
_______________________________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)二:探究某硫酸亞鐵鹽固體是否變質(zhì)
(3)請(qǐng)你幫助小明同學(xué)完成如下實(shí)驗(yàn)方案:
實(shí)驗(yàn)操作 |
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
|
|
解析:(1)制氣裝置不能在封閉體系中進(jìn)行,否則易引起爆炸,因此尾氣吸收裝置乙
中的廣口瓶不能加瓶塞。(2)根據(jù)品紅溶液可推測(cè)發(fā)生裝置中生成了SO2氣體,因此
可選用Cu與濃硫酸反應(yīng)或C與濃硫酸反應(yīng)。(3)檢驗(yàn)硫酸亞鐵鹽固體是否變質(zhì)即檢驗(yàn)
樣品中有無(wú)Fe3+,檢驗(yàn)Fe3+最靈敏的試劑是KSCN溶液。
誤區(qū)警示:在解答第(3)題時(shí)應(yīng)注意,題中只要求檢驗(yàn)樣品是否變質(zhì),因此沒有必要
檢驗(yàn)樣品中有無(wú)Fe2+。
答案:(1)裝置乙中的廣口瓶不應(yīng)加瓶塞
(2)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(濃) CO2↑+
2SO2↑+2H2O,其他合理答案也可) NaOH溶液
(3)
實(shí)驗(yàn)操作 |
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
往一支試管中加入少量固體樣品,加水溶解,再滴加幾滴KSCN溶液 |
若溶液變?yōu)檠t色,說(shuō)明該固體已變質(zhì);若溶液未變?yōu)檠t色,說(shuō)明該固體沒有變質(zhì) |
11.請(qǐng)根據(jù)工業(yè)制硫酸的有關(guān)知識(shí)回答下列問題:
(1)黃鐵礦在沸騰爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_______________________________________________________________________。
(2)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率,且能充分利用熱能,采用了中間有
熱交換器的接觸室(如圖所示)。按此密閉體系中氣體的流向判斷,在R處流出的氣體
中除N2外的主要組成為( )
A.SO2 B.SO2、SO3
C.SO2、O2 D.SO3、O2、SO2
(3)接觸法制硫酸過(guò)程中:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)判
斷下列圖象正確的是(填序號(hào))________。
壓 強(qiáng) SO2 的轉(zhuǎn)化率/% 溫 度 |
p1 |
p2 |
400℃ |
99.6 |
99.7 |
500℃ |
96.9 |
97.8 |
(4)下圖表示的是工業(yè)制硫酸中尾氣的綜合利用,氣體M回收后可進(jìn)入接觸室循環(huán)利
用,請(qǐng)根據(jù)圖示判斷X是(填名稱)________,寫出Y與硫酸反應(yīng)生成M的化學(xué)方程
式:_____________________________________________________________。
解析:(1)黃鐵礦與氧氣在沸騰爐里反應(yīng);(2)該裝置為接觸室,R處流出的氣體就是
在接觸室中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物,其主要成分是二氧化硫和氧氣;(3)根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)和
數(shù)據(jù)表知,p2>p1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高;增大壓
強(qiáng),三氧化硫的百分含量提高,AB圖象符合題意。
答案:(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)C
(3)AB (4)氨水 (NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+H2O+SO2↑
10.(2010·模擬題)實(shí)驗(yàn)室里有一瓶試劑的標(biāo)簽部分被腐蝕,如圖所示,僅知該試劑是只
含短周期元素的純凈物。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該試劑成分,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論都正確
的是 ( )
A.取該樣品加入足量的硝酸鋇溶液和稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,則該樣品的成分一
定是硫酸鈉
B.取該樣品溶于水,測(cè)得溶液pH=10,將溶液放置在空氣中,一段時(shí)間后再測(cè)定
溶液pH=7,該樣品可能是亞硫酸鈉
C.取該樣品溶于水,加入足量稀硫酸,將產(chǎn)生氣體通入品紅溶液,品紅溶液褪
色,加熱溶液變紅色,則樣品成分是Na2S
D.若樣品成分是硅酸鈉(Na2SiO3),溶于水,滴加鹽酸至過(guò)量,產(chǎn)生現(xiàn)象是先生成
白色沉淀,后沉淀溶解
解析:根據(jù)標(biāo)簽知,樣品中一定含有鈉元素,即該化合物是鈉鹽?赡苁橇蚧c、
亞硫酸鈉、硫酸鈉、硅酸鈉等。樣品中加入硝酸鋇和鹽酸,溶液中“H++NO3-”
相當(dāng)于硝酸,能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉(也可能是氧化硫化鈉生成硫酸鈉),所以
產(chǎn)生白色沉淀,不能說(shuō)明原樣品是硫酸鈉,A錯(cuò);2Na2SO3+O2===2Na2SO4,亞硫
酸鈉是弱酸強(qiáng)堿鹽,溶液顯堿性,在空氣中轉(zhuǎn)化成硫酸鈉,硫酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,
溶液呈中性,B正確;溶有SO2的品紅溶液加熱變紅色,原因是SO2的漂白是可逆
的,與稀硫酸反應(yīng)能生成SO2的鈉鹽均滿足,C錯(cuò);向硅酸鈉溶液中滴加鹽酸,產(chǎn)生
白色沉淀,硅酸不溶于強(qiáng)酸:Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓,D錯(cuò)。
答案:B
0.01 m3·s-1×1.02 g·cm-3×2%÷98 g·mol-1×2×40 g·mol-1÷2%÷1.02 g·cm-3=0.008
16 m3·s-1。
答案:A
9.(2009·天津八校5月聯(lián)考題)某化工廠工業(yè)廢水中含H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,采用邊
排放邊中和的方法將它處理至基本上呈中性,處理方法如下圖所示,若處理后廢水
pH=7,則2% NaOH溶液的流量為 ( )
A.0.008 16 m3·s-1 B.0.01 m3·s-1
C.0.016 32 m3·s-1 D.0.02 m3·s-1
解析:抓住pH=7即n(NaOH)=2n(H2SO4)這個(gè)等量關(guān)系列式求算。
8.(2010·模擬題)把含硫48%的硫鐵礦先制成硫酸,再吸收氨氣制成硫酸銨。1 t這種硫
鐵礦在理論上能制得硫酸銨( )
A.1.06 t B.1.98 t C.2.14 t D.2.26 t
解析:根據(jù)“S”―→H2SO4―→(NH4)2SO4關(guān)系式可得出m[(NH4)2SO4]=
×132=1.98 t。
答案:B
0.15 mol⇒A、B、D選項(xiàng)正確,C選項(xiàng)符合題意。
答案:C
7.(2010·徐州市五校期中聯(lián)考題)將一定量的鋅與100 mL 18.5 mol·L-1濃硫酸充分反應(yīng)
后,鋅完全溶解,同時(shí)生成氣體A 16.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋到1 L,
測(cè)得溶液的pH=0,則下列敘述中錯(cuò)誤的是( )
A.氣體A為SO2和H2的混合物 B.氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1
C.反應(yīng)中共消耗鋅97.5 g D.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移電子1.5 mol
解析:n(H2SO4)=1.85 mol;剩余的為1 L×1 mol/L×=0.5 mol;n(氣體)=0.75
mol(無(wú)論是SO2還是SO2與H2的混合物)⇒反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.5 mol電子⇒反應(yīng)的Zn為0.75
mol⇒n(ZnSO4)=0.75 mol⇒n(SO2)=1.85 mol-0.5 mol-0.75 mol=0.6 mol⇒n(H2)=
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