在电缆生产过程中,不可避免地会产生一定量的含铜废料(如:零碎电缆)。某化学兴趣小组提出可以用含铜废料制备胆矾(CuSO4·XH2O)。
查阅资料:(1)过氧化氢在常温下会缓慢分解为氧气和水。对其水溶液加热、光照或加催化剂(如MnO2)都会促进其分解。
(2)CuSO4·XH2O可溶于水,在加热时会生成CuSO4和H2O。
I、硫酸铜的制备
方案1:甲同学根据已学知识,提出了制备硫酸铜方案:
方案2:乙同学根据查阅资料找到了一种工业制备硫酸铜的流程:
(1)写出上述方案中的②处铜或铜的化合物有关的化学反应方程式是: 。
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较,你认为方案 (填1或2)更合理。理由是: 。
(3)方案2中,加入H2O2后要求温度控制在50℃到60℃加热的可能的原因为 。
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在实验室中由稀释浓硫酸得到,在稀释浓硫酸时的操作是:
。
(5)兴趣小组同学一致指出,将滤液经蒸发、降温结晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸铜晶体。晶体采用酒精淋洗的优点是 。
II、硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中结晶水(xH2O)含量的测定
学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)进行热分解,获得相关数据,并绘制成固体质量一温度的关系如图。
(1)在加热过程中,随着水分的失去,固体颜色将由蓝色逐渐变为 色,最终变为黑色;
(2)650℃以上时,硫酸铜固体就会发生分解,生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气,此反应的化学方程式为 ;
(3)根据图中数据,计算CuSO4·xH2O中x的值为 。(请写出计算过程)
(4)若将4.0g剩余固体继续加热到更高的温度,发现固体质量减少了0.4g后质量不再改变,写出剩余固体的化学式: 。
Ⅲ、硫酸铜的应用
波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中铜元素的化合价为 。碱式盐可以写成盐和碱的形式,例如碱式碳酸铜可以写成CuCO3·Cu(OH)2,则Cu4(OH)6SO4可以写成盐和碱的形式为 ,其杀菌机理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,这说明病原菌的主体是 (填一种有机物名称)。
请根据以下实验装置,回答问题: A B C D E
(1)写出图中标号仪器的名称:①,②。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的符号表达式,收集氧气可选用C装置或装置,若选用C装置收集较纯净氧气的适宜时间是(填字母)
A.当导管口刚有气泡冒出时
B.当导管口停止冒出气泡时
C.当导管口有连续均匀气泡冒出时
某兴趣小组的同学在探究Al和Cu的活动性时,把铝片放入硫酸铜的水溶液中,无意中发现有较多气泡产生,于是激发了他们的探究欲望.
【提出问题】该气体是什么呢?
【猜想】甲同学认为可能是氧气;乙同学认为可能是氢气;
丙同学认为可能二氧化碳;丁同学认为可能是二氧化硫;
【操作分析】
铝片放入硫酸铜之前,应先用砂布将表面打磨光亮,理由是
【探究设计】
(1)闻该气体的气味,发现没有气味,排除了同学的猜想.
(2)从物质的组成角度考虑,又排除了同学的猜想.
(3)对余下的两种猜想进行了如下实验:
实验步骤 |
现象 |
结论 |
收集一试管气体,将带火星的木条伸入试管中 |
木条不复燃 |
|
发出轻微的爆鸣声,并产生淡蓝色火焰 |
该气体是氢气 |
【思维拓展】由以上探究实验可以推知,硫酸铜溶液中可能含有物质(填化学式)
在学完氧气的实验室制法后,老师给某化学兴趣小组的同学布置任务:通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
兴趣小组的同学设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论或总结 |
||
结论 |
总结 |
|||
实验一 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条 |
有气泡产生,木条不复燃 |
过氧化氢分解产生氧气,但是反应慢。 |
二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 |
实验二 |
向盛水的试管中加入二氧化锰,伸入带火星的木条 |
没有明显现象 |
。 |
|
实验三 |
。 |
。 |
二氧化锰能加快过氧化氢的分解 |
(1)请你帮小组内的同学填写上表中未填完的空格。
(2)在上述的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是。
(3)老师认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她要求同学们补充设计了两个方面的探究实验,最终证明了“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是:。
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验,其实验操作、现象和结论是:。
根据下图回答问题。
A BC D E F
⑴实验仪器a的名称是_______,图F实验的目的是。
⑵实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为____________,所选用的发生装置是__ __(填字母序号,下同),收集装置是____或E。
⑶实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,化学方程式为__ __。
⑷用排空气法收集一瓶氧气,验满的方法是_____。
⑸用下图所示装置收集氧气,氧气应从(填“a”或“b”)端导入。
实验装置及实验操作是化学实验的基本内容
(1)请将体现下列实验操作目的正确选项,填在对应的横线上
A. 防止药品污染 B. 防止试管破裂 C. 防止实验误差
加热试管时,先均匀加热后集中加热,滴管使用后,及时清洗并放在试管架上,量取液体时,视线与凹液面最低处保持水平。
(2)下列实验装置中均有水,请根据实验解释水在其中的主要作用
实验 装置 |
![]() 硫在氧气中燃烧 |
![]() 测定空气中氧气含量 |
![]() 铁丝在氧气中燃烧 |
![]() 水通电分解 |
主要作用 |
集气瓶中的水: 吸收反应放出的 热量及生成的气体 |