碱式碳酸铜是一种化工原料,化学式用mCu(OH)2·nCuCO3表示。实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下:
Ⅰ.废铜屑制硝酸铜
方案1:将铜屑在空气中充分灼烧,残留固体溶于稀硝酸;
方案2:如图1(夹持仪器已省略)。将浓硝酸缓慢加到废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液。
方案3:将方案2中浓硝酸换成稀硝酸,其他不变。
Ⅱ.碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液
②水浴加热至70 ℃左右
③用0.4 mol·L-1的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤
④用热水洗涤、烘干,得到碱式碳酸铜产品
请回答下列问题:
(1)按方案1实验,必须选择的下列仪器有________(填序号)。
(2)图2中能分别替代图1中B和C装置的是________(填装置序号)。
(3)已知:NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO不能单独与NaOH溶液反应,实验结束时,如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收?__________________________。
(4)步骤④中洗涤的目的是______________________________________。
(5)步骤③过滤后的滤液中含有CO32—,检验CO32—的方法是_________________________________________________________。
(6)测定碱式碳酸铜组成的方法主要有两种:
方法1 灼烧法:取34.6 g纯净物mCu(OH)2·nCuCO3,在硬质试管里灼烧,将气体产物依次通入足量的浓硫酸、足量的碱石灰中,完全吸收后浓硫酸净增1.8 g,碱石灰净增8.8 g。
方法2 还原法:在氢气中加强热,测反应前后固体的质量。
①利用上述数据推算碱式碳酸铜的化学式_____________________。
②配平化学方程式:mCu(OH)2·nCuCO3+________H2________Cu+________CO2↑+________H2O
碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义。
(1)常温下,碳酸在水中的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的电离常数Ka =4.7×10-8。写出向“84消毒液”(主要成分为氯化钠和次氯酸钠)中通入二氧化碳发生反应的离子方程式;
(2)上图为常用笔记本电脑所用的甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH+3O2
2CO2+4H2O。该装置放电时(填“a”或“b”)为电池的负极,其电极反应式为;
(3)CO具有还原性,某化学研究小组为证明CO具有还原性,设计了如图所示的实验装置。
已知:C + H2OCO+H2 CO + H2O
CO2 +
H2 C + CO2
2CO
试回答下列问题:
①装置B中最适宜的试剂是,必须用装置C吸收气体中的水蒸气的理由是;
②根据该实验中的现象,可证明CO具有还原性;
③若要根据装置F中石灰水变浑浊的现象准确确认CO具有还原性,则应在上图装置与之间(填字母标号)连接下图中的装置(选填序号)。
(10 分)
硫酸铜是一种用途广泛的化工原料。将适量稀硝酸分多次加人到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶,得到硫酸铜晶体(装置如图所示)。
(1)图中烧瓶内发生的离子反应方程式为:________________
(2)反应时B瓶内的现象是___________________________
(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
把作催化剂加人到铜粉与稀硫酸的混合物中,并通人空气或氧气,即发生反应。反应完全后向其中加人物质甲调节
,产生
沉淀,过滤、蒸发、结晶,得到硫酸铜晶体,滤渣作
催化剂循环使用。
经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使分别生成沉淀的pH如下:
物质 |
开始沉淀时的PH |
完全沉淀时的PH |
Fe(OH)3 |
1.9 |
3. 2 |
Cu(OH)2 |
4. 7 |
6. 7 |
Fe(OH)2 |
6. 3 |
9. 7 |
请回答下列问题:
①物质甲是_____ (填字母序号)。
a.b.
c.
d.
②该方案中调节PH的范围是______ 。
黄铁矿(主要成分为FeS2)曾是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对黄铁矿石进行如下实验探究。
[实验一]测定硫元素的含量。
I.将m1 g该黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
II.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下图所示处理。
[实验二]测定铁元素的含量。
III.测定铁元素的含量的实验步骤如下图所示。
问题讨论:
(1)上述装置中,甲瓶内所盛试剂是溶液。
(2)向乙瓶溶液中滴加H2O2溶液时,发生氧化还原反应的离子方程式为。
II中除了可以用H2O2溶液作为氧化剂,还可以加入(填序号)。
①氯水②浓H2SO4③HNO3④Fe2(SO4)3
(3)该黄铁矿中硫元素的质量分数为。
(4)III的步骤②中,若选用铁粉作还原剂,你认为合理吗?并说明理由。(如合理,则此空不填)(填“合理“或”不合理“)、(如合理,则此空不填)。
(5)若要测定铁元素的含量,则步骤III中还需要测定的数据有。
现用质量分数98%密度为1.84 g·cm-3浓H2SO4来配制450 mL、0.2 mol·L-1的稀H2SO4。可供选择的仪器有:①玻璃棒②烧瓶③烧杯④胶头滴管
⑤量筒⑥容量瓶⑦托盘天平⑧药匙。请回答下列问题:
⑴上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)。
⑵经计算,需浓H2SO4的体积为。
现有① 5 mL ②10 mL ③20 mL ④50 mL三种规格量筒,你选用的量筒是(填代号)。
⑶在配制过程中,下列操作错误的是(填代号),
其他操作都准确,下列操作能引起误差偏高的有(填代号)。
①将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓H2SO4
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③洗涤溶解用的烧杯与玻璃棒,并将洗涤液转移到容量瓶中
④转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑤定容时,俯视标线
⑥定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
实验室可利用乙醇、铜或铜的化合物制备乙醛,下图是某兴趣小组设计的实验装置,右边的反应装置相同,而左边的气体发生装置不同,试管C中装有水(加热装置未画出)。试回答:
(1)在仪器组装完成后,加装试剂前必须要进行的操作是;
(2)两套装置中的A、B处都需加热,
A处用水浴加热,B处用加热,A处用水浴加热的主要优点是
(3)若按甲装置进行实验,B管处装铜粉,则通入A管的X是,
B中反应的化学方程式为。
(4)若按乙装置进行实验,则B管中应装,
B中反应的化学方程式为。
(5)实验结束后,将C试管中的溶液滴入新制的氢氧化铜溶液中并加热,可观察到的
现象,写出该过程的化学方程式。