(共15分) 某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体,流程如下:
(1)在实验室中,欲用37%(密度为1.19 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有_______________ 、 _______________ 。
(2)①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是_______ (填下列各项中序号)。
②CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl- CuCl42-(黄色)+4H2O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是____ (填下列各项中序号)。 a.FeCl3固体 b.CuCl2固体 c.蒸馏水
(3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。
①CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成,转化顺序为下列四阶段:
第①步转化主要在200~300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为 _______________ 。
②300~400oC范围内,固体质量明显增加的原因是_______________,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是__________(填下列各项中序号)。
a.一阶段 b、二阶段 c、三阶段 d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2和O2的混合物。
a.装置组装完成后,应立即进行气密性检查,请写出检查A-D装置气密性的操作 __________ 。
b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为_______________ 溶液。
c.若原CuS矿样的质量为l0.0 g(含加热不反应的杂质),在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为8.4 g,则原矿样中CuS的质量分数为__________。
为了测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值,进行如下实验:
①称取Wg草酸晶体,配成100.00mL溶液。
②取25.00mL所配溶液于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4,用amol/L KMnO4溶液滴定。
试回答:
(1)写出滴定过程中反应的化学方程式: 。
(2)实验中,标准液KMnO4应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定终点时溶液由 色变为 色,且在30s内颜色不再恢复为原来颜色。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴至终点,则所测得的x值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)在滴定过程中若用去amol/L KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为 mol/L,由此x= 。
研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做了如下实验:
(1)甲同学欲用右图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。该实验 (填“能”或“不能”)达到目的,原因是 。
(2)为探究MnO2的量对催化效果的影响,乙同学分别量取50 mL 1% H2O2加入容器中,在一定质量范围内,加入不同质量的MnO2,测量所得气体体积,数据如下:
MnO2的质量/g |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
40s末O2体积/mL |
49 |
61 |
86 |
由此得出的结论是 ,原因是 。
(3)为分析Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H2O2 ) :
试管 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
滴加试剂 |
5滴0.1 mol·L-1 FeCl3 |
5滴0.1 mol·L-1 CuCl2 |
5滴0.3 mol·L-1 NaCl |
产生气泡情况 |
较快产生细小气泡 |
缓慢产生细小气泡 |
无气泡产生 |
结论是 ,实验Ⅲ的目的是 。
(4)① 查阅资料得知:将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的化学方程式分别是 和 (按反应发生的顺序写)。
② 在上述实验过程中,分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜,由此得出选择作为H2O2分解反应的催化剂需要满足的条件是 。
在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。
Ⅰ. 已知101kPa、25℃时,1mol下列物质完全燃烧生成稳定状态化合物时放出的热量数据如下:
物质 |
氢气 |
原煤 (主要成份是C) |
汽油 (主要成份C8H18) |
热量(kJ) |
285.8 |
250.9 |
4910 |
(1)H2燃烧的热化学方程式是_____________________。
(2)H2可以代替原煤和汽油作为新能源的依据是_____________________。
(3)工业上电解饱和食盐水的副产物之一是H2,反应的离子方程式是_____________。
Ⅱ. 如图所示,硫酸工业中产生的SO2通过下列过程既能制得H2SO4又能制得H2。
请回答:
(1)该过程可循环利用的物质是_______________(写化学式)。
(2)该过程总反应的化学方程式是_____________________。
(3)尾气中的SO2可用NaOH溶液吸收,同时可得含Na2SO3的样品,为测定样品中Na2SO3的质量分数,甲同学设计实验如下(夹持及加热装置略):
① 装置B的作用是 。
② 测定样品中Na2SO3的质量分数所需的数据是 。
实验室用图示装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
【查阅资料】Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
【制备KClO及K2FeO4】
(1)仪器a的名称: ,装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是 。
(2)装置B吸收的气体是 ,装置D的作用是 。
(3)C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为 。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中,② ,③ ,
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥。
【测定产品纯度】
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2100 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-==Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,Cr2O42-+6Fe2++14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O,则该K2FeO4样品的纯度为 。
某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
① 将碱式滴定管用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗后,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放入25.00mL待测溶液到锥形瓶中;
② 将酸式滴定管用蒸馏水洗净后,立即向其中注入0.1000mol/L标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;
③ 向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂恰好变色,且30分钟不变化,测得所耗盐酸的体积为V1mL;
④ 重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2mL。
试回答下列问题:
(1)锥形瓶中的溶液从___________色变为___________色时,停止滴定。
(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察___________;
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
(3)该小组在步骤①中的错误是______________________,由此造成的测定结果____________ (填偏高、偏低或无影响);
(4)步骤②缺少的操作是__________________;
(5)右图,是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为__________mL;
(6)根据下列数据:
滴定次数[ |
待测液体积(mL) |
标准盐酸体积(mL) |
|
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
25.00 |
0.50 |
20.40 |
第二次 |
25.00 |
4.00 |
24.10 |
请计算待测烧碱溶液的浓度为___________mol/L