某科研小组探究工业废Cu粉(杂质含有SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种)的组成并制备少量CuSO4·5H2O,实现废物综合利用,实验过程如下:
过程Ⅰ:
(1)废Cu粉中一定含有的杂质是 (填化学式)
(2)写出过程②发生反应的离子方程式: 。
过程Ⅱ:
(3)综合过程Ⅰ、II,计算废Cu粉中各成分的质量之比是 (化为最简整数比)
过程Ⅲ:已知25℃时:
电解质 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
溶度积(Ksp) |
2.2×10-20 |
8.0×10-16 |
4.0×10-38 |
开始沉淀时的pH |
5.4 |
6.5 |
3.5 |
完全沉淀时的pH |
6.4 |
9.6 |
4.0 |
(4)在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H2O2溶液,调节溶液的pH范围为 ,然后过滤、结晶,可得CuSO4·5H2O。
(5)下列与 Ⅲ方案 相关的叙述中,正确的是 (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+ 氧化为Fe3+ 的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
实验题(10分)
⑴实验室配制500 mL 0.1mol/L的氢氧化钠,请回答下列问题:
①称量氢氧化钠固体时应放在中进行:
②配制溶液时应选用容量瓶;
③在此配制过程中胶头滴管的作用是;
④若实验时遇到下列情况,将会使所配的溶液浓度发生什么变化:
容量瓶内壁沾有水滴没有烘干就进行配制。(填“偏高”“偏低”或“无影响”):
⑵(在实验室中进行以下实验,请填写实验报告
实验步骤 |
现象及离子方程式 |
①向盛有2mL Na2SO4溶液的试管里加入2mL BaCl2溶液 |
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②向盛有2mL NaOH稀溶液的试管里滴入几滴酚酞溶液,再用滴管向试管里慢慢滴入稀盐酸,至溶液恰好变色为止 |
现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4来配制500 mL0.2 mol/L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:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为。现有①10 mL②50 mL③100 mL三种规格的量筒,应选用的量筒是(填代号)。
(3)将浓H2SO4加适量蒸馏水稀释,冷却片刻,随后全部转移到mL的容量瓶中,转移时应用玻璃棒。转移完毕,用少量蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液全部转移到容量瓶中,再加适量蒸馏水,振荡容量瓶,使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶直到液面接近刻度处。改用加蒸馏水到瓶颈刻度的地方,使溶液的。振荡、摇匀后,装瓶、贴签。
(4)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中:
能引起误差偏高的有(填代号)。
①洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水稀释浓H2SO4
④定容时,加蒸馏水超过标线,又用胶头滴管吸出
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
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
⑦定容时,俯视标线
(15分) 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作供氧剂,某课外活动小组设计了如下实验装置,以证明过氧化钠可作供氧剂。装置A、B、C中盛装的试剂,可供选择的为:饱和NaHCO3溶液、CaCO3固体、NaOH溶液、1.95 g Na2O2固体。 据下述装置回答问题:
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实验题:(18分,每空2分)
Ⅰ部分:
甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答问题:
(1)他们制取氨气的化学方程式为:。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是___填(“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是:(简述操作方法、现象和结论)
(5)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”、“乙”或“丙”),该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替?____(填“能”或“不能”)。
Ⅱ部分
已知二氧化硫可使高锰酸钾溶液褪色反应的化学方程式为:
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
右图为验证浓硫酸与木炭在加热条件下,反应产物中是否含有SO2和CO2的部分装置。
(6)实验时,从端连接盛有澄清石灰水的实验装置(用a或b 填空)。
(7)可观察到A瓶溶液。
(8)C瓶溶液的作用是。
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相容的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为。
(2)阴极上的电极反应式为。
(3)原上层液体是。
(4)原下层液体是。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子,现象是。