某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4。-优题课

某研究性学习小组将一定浓度的Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄。溶液中得到蓝色沉淀。关于沉淀的成分，有以下几种假设：
假设1：沉淀是CuCO₃；
假设2：沉淀是Cu(OH)₂；
假设3：沉淀是_____________________________________。
（1）若假设1成立，则发生反应的离子方程式为_______________________________。
（2）若假设2成立，原因是__________________________________________________。
（3）该研究性学习小组拟用以下装置测定沉淀成分，请完成下表。已知：①CuCO₃和Cu(OH)₂均不带结晶水；②装置气密性良好；③原装置中的空气对实验结果的影响可忽略。

实验步骤	预期现象	结论
①称量B、D的质量分别为m_l、m₂，将装置按 f→a→b→___→___→___→___→j→i顺序连接。
②称取一定质量的沉淀______________________，然后___________________，冷却后再称量B、D的质量分别为m₃、 m₄	（1）若m₁= m₃，m₂< m₄ （2）若m₁___m₃，m₂___m₄ （3）若m_l___m₃，m₂___m₄	（1）假设1成立（2）假设2成立（3）假设3成立

（4）若沉淀样品的质量为w克，装置B质量增加了x克，则沉淀中Cu(OH)₂的质量分数为__________________________。[已知Cu(OH)₂的式量为98]

科目化学题型实验题难度中等

硫酸铁铵 $[{NH}_{4} {F e ({SO}_{4})}_{2} ∙ x H_{2} O]$ 是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持 $80 ~ 95 ℃$ ，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的 $H_{2} O_{2}$ ，理由是________。分批加入 $H_{2} O_{2}$ ，同时为了____________，溶液要保持 $pH$ 小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

硼酸 $（ H_{3} {BO}_{3} ）$ 是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 ${M g}_{2} B_{2} O_{5} ∙ H_{2} O 、 {S i O}_{2}$ 及少量 ${F e}_{2} O_{3} 、 {A l}_{2} O_{3}$ ）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在 $95 ℃$ "溶侵"硼镁矿粉，产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。

（2）"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 ${Fe}^{3 +}$ 离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H3BO3的解离反应： $H_{3} {BO}_{3} + H_{2} O ⇌ H^{+} + B {(OH)}_{4}^{-}$ ， $K_{a} = 5.81 \times 10^{- 10}$ ，可判断 $H_{3} {BO}_{3}$ 是_______酸；在"过滤2"前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在"沉镁"中生成 ${M g (OH)}_{2} ∙ {M g CO}_{3}$ 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

元素铬(Cr)在溶液中主要以 ${Cr}^{3 +}$ (蓝紫色)、 $Cr (OH)_{4}^{-}$ (绿色)、 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (橙红色)、 ${CrO}_{4}^{2 -}$ (黄色)等形式存在, $Cr (OH)_{3}$ 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题：

（1） ${Cr}^{3 +}$ 与 ${Al}^{3 +}$ 的化学性质相似，在 ${Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液中逐滴加入 $NaOH$ 溶液直至过量, 可观察到的现象是。

（2） ${CrO}_{4}^{2 -}$ 和 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 $1.0 mol ∙ L^{- 1}$ 的 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中 $c ({Cr}_{2} O_{7}^{2 -})$ 随 $c (H^{+})$ 的变化如图所示。

①用离子方程式表示 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大， ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中 ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $△ H$ _________(填"大于""小于"或"等于")。

（3）在化学分析中采用 ${K_{2} CrO}_{4}$ 为指示剂，以 $Ag {NO}_{3}$ 标准溶液滴定溶液中的Cl ⁻，利用Ag ⁺与 ${Cro}_{4}^{2 -}$ 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 ${Cl}^{-}$ 恰好完全沉淀(浓度等于 $1.0 \times 10^{- 5} mol ∙ L^{- 1}$ )时，溶液中 $c ({Ag}^{+})$ 为_______ $mol ∙ L^{- 1}$ ，此时溶液中 $c ({CrO}_{4}^{2 -})$ 等于__________ $mol ∙ L^{- 1}$ 。(已知 ${Ag}_{2} {CrO}_{4}$ 、 $AgCl$ 的 $K_{sp}$ 分别为 $2.0 \times 10^{- 12}$ 和 $2.0 \times 10^{- 10}$ )。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用 ${NaHSO}_{3}$ 将废液中的 ${CrO}_{7}^{2 -}$ 还原成 ${Cr}^{3 +}$ ，反应的离子方程式为______________。

氮的氧化物( $N O_{x}$ )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 ${NH}_{3}$ 将 ${NO}_{x}$ 还原生成 $N_{2}$ , 某同学在实验室中对 ${NH}_{3}$ 与 ${NO}_{x}$ 反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_ ，反应的化学方程式为_ 。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→ (按气流方向, 用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的 ${NH}_{3}$ 充入注射器 $X$ 中, 硬质玻璃管 $Y$ 中加入少量催化剂, 充入 ${NO}_{2}$ (两端用夹子 $K_{1}, K_{2}$ 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开 $K_{1}$ , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中	(1)Y 管中	(2反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定, 待装置恢复到室温	Y 管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开 $K_{2}$

氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

Ⅰ.将浓 $H_{2} S O_{4}$ 、 $NaN O_{3}$ 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入 $KMn O_{4}$ 粉末。塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中， $35 ℃$ 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 $98 ℃$ 并保持1小时。

Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 $H_{2} O_{2}$ 至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。

Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是　　、　　，仪器b的进水口是　　（填字母）。

（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 $KMn O_{4}$ 粉末并使用冰水浴，原因是　　。

（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是　　。

（4）步骤Ⅲ中， $H_{2} O_{2}$ 的作用是　　（以离子方程式表示）。

（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 $S {O_{4}}^{2 ﹣}$ 来判断。检测的方法是　　。

（6）步骤Ⅴ可用 $pH$ 试纸检测来判断 $C l^{﹣}$ 是否洗净，其理由是　　。