(15分)碱式碳酸铜的成分有多种,其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石,其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件,设计了如下实验:
实验1:将2.0mL 0.50 mol·L—1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L—1的NaOH溶液和0.25 mol·L—1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2:将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下:
编号 |
V (Na2CO3)/ mL |
沉淀情况 |
|
编号 |
反应温度/℃ |
沉淀情况 |
1 |
2.8 |
多、蓝色 |
|
1 |
40 |
多、蓝色 |
2 |
2.4 |
多、蓝色 |
|
2 |
60 |
少、浅绿色 |
3 |
2.0 |
较多、绿色 |
|
3 |
75 |
较多、绿色 |
4 |
1.6 |
较少、绿色 |
|
4 |
80 |
较多、绿色(少量褐色) |
表Ⅰ 表Ⅱ
①实验室制取少许孔雀石,应该采用的条件是 。
②80℃时,所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是 。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:
步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4: 。
步骤5:称量相关装置的质量。
①装置A的作用是 ;若无装置E,则实验测定的x/y的值将 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管与样品的质量163.8g
B.反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C.装置C实验后增重9.0g
D.装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的 (写出所有组合的字母代号)一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出该样品组成的化学式 。
实验室用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数 |
起始温度t1/℃ |
终止温度t2/℃ |
|
盐酸 |
NaOH溶液 |
||
1 |
20.2 |
20.3 |
23.7 |
2 |
20.3 |
20.5 |
23.8 |
3 |
21.5 |
21.6 |
24.9 |
试完成下列问题:
(1)实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是_____________________________________,
不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是__________________________________。
(2)经数据处理,t2-t1="3.4" ℃。则该实验测得的中和热ΔH=_________〔盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)-1计算〕。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,测得中和热为ΔH1,则ΔH1与ΔH的关系为:ΔH1_________ΔH(填“<”“>”或“=”=,理由是________________________。
某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下:试根据上表中的实验现象回答下列问题:
编号 |
电极材料 |
电解质 溶液 |
电流计指针偏转方向 |
1 |
Mg、Al |
稀盐酸 |
偏向Al |
2 |
Al、Cu |
稀盐酸 |
偏向Cu |
3 |
Al、石墨 |
稀盐酸 |
偏向石墨 |
4 |
Mg、Al |
NaOH |
偏向Mg |
5 |
Al、Zn |
浓硝酸 |
偏向Al |
⑴实验1、2中 Al所作的电极是否相同?
⑵写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
⑶实验4中 Al做正极还是做负极,为什么?写出Al电极的电极反应式。
⑷解释实验5中电流计指针偏向Al的原因?
⑸根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。
经分析知,某工厂的废水中含有Zn2+、Cu2+、Hg2+、Fe3+离子,请你设计一个回收并分别得到Cu和Hg的实验方案。(要求:写出简明的操作步骤和有关的离子方程式)
某实验小组设计用50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热数值 (填偏高、偏低或不变);
(2)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录如下原始数据。
实验序号 |
起始温度t1/℃ |
终止温度(t2)℃ |
温差(t2-t1)℃ |
||
盐酸 |
NaOH溶液 |
平均值 |
|||
1 |
25.1 |
24.9 |
25.0 |
31.6 |
6.6 |
2 |
25.1 |
25.1 |
25.1 |
31.8 |
6.7 |
3 |
25.1 |
25.1 |
25.1 |
31.9 |
6.8 |
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3中和后混和液的比热容 C=4.18J(g.·℃)则该反应的中和热为△H=___________________________________;
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热的数值会 (填偏高、偏低或不变),其原因是 ;
(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤,试分析此操作步骤对实验测定中和热的影响 。
某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加
溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由。
(2)请完成对铁元素价态的探究:
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹:3
、3%
、6
、0.01
、
稀溶液、0.1
、20%
、蒸馏水。
①提出合理假设:
假设1:;
假设2:;
假设3:。
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)。
③实验过程:
根据②的实验方案,进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作 |
预期现象与结论 |
步骤1: |
|
步骤2: |
|
步骤3: |
|
… |