(14分)某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀(可能含有CuO、CuS、Cu2S,其中CuS和Cu2S不溶于稀盐酸、稀硫酸)进行探究,实验步骤如下:
Ⅰ.将光亮铜丝插人浓硫酸,加热;
Ⅱ.待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;
Ⅲ.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ产生气体的化学式为 。
(2)向含微量 Cu2+试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,能产生红褐色沉淀。现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中,充分振荡以后,再滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀,由此所得结论是 。
(3)为证明黑色沉淀含有铜的硫化物,进行如下实验:
(4)CuS固体能溶于热的浓硫酸,请用有关平衡移动原理加以解释: 。
(5)为测定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量,取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀,在酸性溶液中用 40.0 mL 0.075 mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,过量的高锰酸钾溶液恰好与35.0 mL 0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液反应完全。则混合物中Cu2S 的质量分数为 。
Na2S2O3·5H2O在化学定量分析中常用作基准物质,实验室制备原理为
2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。设计如下装置(夹持仪器省略)进行实验。
(1)A中发生的化学反应方程式为。
(2)C中所盛试剂可能是;若要停止A中的化学反应,除取下酒精灯停止加热外,还可以采取的操作是。
(3)学生乙在加热A后,发现液面下的铜丝变黑。对黑色生成物该学生提出如下假设:
①可能是CuO②可能是Cu2O③可能是CuS
学生丙提出假设②一定不成立,依据是;该生用如下实验进一步验证黑色物质的组成:
基于上述假设分析,黑色物质的组成为(填化学式)。
(4)实验室用Na2S2O3标液测量废水Ba2+的浓度,过程如下:
(已知:2 S2O32一+I2=S4O62—+2 I-)
①写出BaCrO4沉淀与过量HI、HCl溶液反应的离子方程式;
②以淀粉为指示剂,则到达滴定终点的现象是;
③若标液Na2S2O3的浓度0.0030mol·L-1,消耗该Na2S2O3溶液体积如图,则废水Ba2+的浓度为。
工业上SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:
提示:①已知在酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。
②已知Ksp[Sn(OH)2] =1.0×10-26
回答下列问题:
(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是_____,加入Sn粉的作用是____。
(2)反应I生成的沉淀为SnO,写出该反应的离子方程式_______________。
(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法__________________________。
(4)反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol•L-1,则应控制溶液pH______。
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,请写出发生反应的离子方程式________。
(14分)工业上为了测定辉铜矿(主要成分是Cu2S)中Cu2S的质量分数,设计了如图装置。实验时按如下步骤操作:实验原理是
A.连接全部仪器,使其成为如图装置,并检查装置的气密性。 |
B.称取研细的辉铜矿样品1.000g。 |
C.将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。 |
D.以每分钟1L的速率鼓入空气。 |
E.将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu2S+O2=SO2 +2Cu。
F.移取25.00ml含SO2的水溶液于250ml锥形瓶中,用0.0100mol/L KMnO4标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。
试回答下列问题:
(1)装置①的作用是_________________;装置②的作用是____________________。
(2)假定辉铜矿中的硫全部转化为SO2,并且全部被水吸收,则操作F中所发生反应的化学方程式为
(3)若操作F的滴定结果如下表所示,则辉铜矿样品中Cu2S的质量分数是_________。
滴定 次数 |
待测溶液的 体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 |
1.04 |
21.03 |
2 |
25.00 |
1.98 |
21.99 |
3 |
25.00 |
3.20 |
21.24 |
(4)本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果(不属于操作失误),你认为是__________(写一种即可)。
(5)已知在常温下FeS 的 Ksp= 6.25 × 10-18, H2S 饱和溶液中 c (H+)与 c (S2-)之间存在如下关系: c2 (H+) ·c(S2-) = 1.0×10-22。在该温度下,将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中,欲使溶液中(Fe2+)为 lmol/L,应调节溶液的c(H十)为__________________。
(6)某人设想以下图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式______.
某研究性小组对Fe3+ 与S2-的反应有不同的看法,
(1)猜想可能发生三种反应情况:双水解反应;氧化还原反应;;(填反应类型)。
针对上述猜想该小组做了如下探究实验:
序号 |
实验操作 |
现象 |
① |
向大试管中加入20mL 0.1mol∙L-1的Na2S溶液 (已知Na2S溶液显碱性,pH约为12),再滴加5mL 0.1mol∙L-1的FeCl3溶液,边滴边振荡 |
产生大量黑色沉淀,反应后溶液仍显碱性 |
② |
向另一支大试管中加入20mL 0.1mol∙L-1FeCl3溶液(已知FeCl3溶液显酸性,pH约为2),再滴加5mL 0.1 mol∙L-1的Na2S溶液,边滴边振荡 |
局部有黑色沉淀但瞬间消失,溶液颜色变浅,并产生大量黄色浑浊,反应后溶液仍显酸性 |
【查阅资料】
Fe2S3是黑色或深黄绿色固体,中性或碱性很稳定,FeS是黑褐色的固体。
(2)根据实验现象和理论分析:实验①发生的离子反应方程式为:。
实验②发生反应的离子方程式:。
(3)设计实验验证实验②所发生的化学反应,检验对象是实验②所得混合物。
限选试剂:稀盐酸、NaOH溶液、CS2、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、H2O2。
实验操作 |
预期现象和结论 |
(4)综合分析实验①、②,影响Fe3+ 与S2- 的反应类型的可能因素有;。(至少填两点)
某化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数。
(1)m g铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是、。
(2)A中铁与浓硫酸在加热时反应的化学方程式为。
(3)待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下装置E并称重,装置E增重n g。则铁碳合金中铁的质量分数为(用含m、n的表达式表示)。
(4)甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数可能偏小,请写出其可能原因:。乙同学认为利用此装置测得铁的质量分数可能偏大,请写出其可能原因:。