某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质,过程设计如下:提出猜想
问题1:在周期表中,铜与铝的位置很接近,铜不如铝活泼,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜也有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,正二价铁的稳定性小于正三价的铁,正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗?
问题3:氧化铜有氧化性,能被H2、CO还原,它也能被氮的某种气态氢化物还原吗?
实验探究
I.解决问题1
(1)需用到的药品除1 mol·L-1CuSO4溶液、稀硫酸外还需________(填试剂的化学式)溶液。
(2)用胆矾晶体配制1 mol·L-1CuSO4溶液250mL,选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管外,还有______________(填仪器名称)。
(3)为达到实验目的,请你补全实验内容和步骤:
①用CuSO4溶液制备Cu(OH)2;
②__________________________________________________________________________。
Ⅱ.解决问题2
取一定量I中制备获得的氢氧化铜固体于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸(或盐酸),得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答问题。
(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式:_______________________。
(2)从实验Ⅱ可得出的结论是在高温下正一价铜比正二价铜________(填稳定或不稳定),溶液中正一价铜比正二价铜_________(填稳定或不稳定)。
Ⅲ.解决问题3
设计如下装置(夹持装置未画出):
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时,观察到氧化铜由黑色变成了红色,无水硫酸铜变成蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y;将X通人灼热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01 mol X,测得B装置增重0.36g,并收集到0.28g气体Y。
(1)仪器A的名称是_____________________。
(2)X的化学式为_______________________。
某课外活动小组根据Mg与CO2的反应原理,探究Mg与NO2的反应及固体产物。该小组通过实验确认Mg能在NO2中燃烧,并对固体产物提出三种假设:
I.同体产物为MgO。
II.假设为______________。
III.假设为:______________。
请回答下列问题:
资料信息:2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
(1)如图连接好仪器,装药品前如何检验装置的气密性_______。
(2)装置B中盛装的干燥剂可以是(填序号)_______。
①浓硫酸 ②无水CaCl2③碱石灰 ④五氧化二磷
(3)开始打开活塞k,让A中反应进行一段时间,待C中充满红综色气体后,关闭活塞k,再点燃C处酒精灯,同时D中碱液盛的很满,这样做的目的都是______________。
(4)E中收集到的气体对氢气的相对密度是14,该气体是_______。
(5)实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍,则假设_______成立。C中发生的化学反应方程式为______________
(6)本实验中存在明显缺陷,改进措施是___________
无水FeCl3呈棕红色,极易潮解,100℃左右时升华,工业上常用作有机合成催化剂。实验室可用下列装置(夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3。
请回答:
(1)装置A中反应的离子方程式为。
(2)装置F中所加的试剂为。
(3)导管b的作用为;
装置B的作用为。
(4)实验时应先点燃A处的酒精灯,反应一会儿后,再点燃D处的酒精灯,原因为。
(5)反应结束后,拆卸装置前,必须进行的操作是
(6)为检验所得产品中是否含有FeCl2,可进行如下实验:取E中收集的产物少许,加水溶解,向所得溶液中加入一种试剂,该试剂为(填序号)。
①Fe粉②KSCN溶液③酸性KMnO4溶液 ④NaOH溶液
某氯化亚铁和氯化铁的混合物。现要测定其中铁元素的质量分数,按以下步骤进行实验:
Ⅰ.请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有、。(填仪器名称)
(2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式。
(3)将沉淀物加热、灼烧,冷却至室温,用天平称量其质量为b1 g,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2 g,若b1-b2=0.3g,则接下来还应进行的操作是;蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数是。
Ⅱ.有同学提出,还可以采用以下方法来测定:
(1)溶解样品改用了硫酸,而不再用盐酸,为什么;
(2)选择的还原剂是否能用铁(填“是”或“否”),原因是:
;
(3)若滴定用掉c mol•L-1 KMnO4溶液b mL,则样品中铁元素的质量分数是:。
某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,取该矿样为原料生产CuC12·2H2O晶体。
已知:常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
金属离子 |
氢氧化物开始沉淀的pH |
氢氧化物沉淀完全的pH |
Fe2+ |
7.0 |
9.0 |
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中,可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气,试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式:______、______
(2)培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物,若将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:______、______
(3)步骤②酸浸过程中,需要用到3mol·L-1的盐酸100mL,配制该盐酸溶液时,除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器有_________
(4)步骤④加入物质X的目的是_____,物质X可以选用下列物质中的_____。
A.氢氧化钠B.稀盐酸C.氨水D.氧化铜
(5)当溶液中金属离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时,认为该金属离子沉淀完全,则Ksp[Fe(OH)2]= _____。
无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为: 2Al+ 6HCl(g) → 2A1Cl3 + 3H2。
完成下列填空:
(1)写出烧瓶中(B处)发生反应的化学方程式:_____________
(2)C中盛有的试剂为_____。进行实验时应先点燃_____(选填“B”或“D”)处酒精灯。
(3)用粗短导管连接D、E的目的是_______ (选填序号)。
a.防堵塞b.防倒吸c.平衡气压d.冷凝回流
E瓶的作用是_______。
(4)F中盛有碱石灰,其目的是_______(选填序号)。
a.吸收HCl b.吸收Cl2c.吸收CO2d.吸收H2O
(5)将D中固体改为市售氯化铝(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是_______。若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为_______。
(6)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变, 也能制备无水AlCl3。事实证明这样做比较危险,请简述理由_______