某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质,过程设计如下。
提出猜想:
问题1:铁和铜都有变价,一般情况下,正二价铁的稳定性小于正三价的铁,正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗?
问题2:氧化铜有氧化性,能被H2、CO还原,它也能被氮的某种气态氢化物还原吗?
实验探究
Ⅰ. 解决问题1取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸(或盐酸),得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答问题。
(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式: ,
(2)从实验Ⅰ可得出的结论是
Ⅱ. 解决问题2
设计如下装置(夹持装置未画出):
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时,观察到氧化铜由黑色变成了红色,无水硫酸铜变成蓝色,生成物中还有一种无污染的气体Y;将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01 mol X,测得B装置增重0.36 g,并收集到0.28 g单质气体Y。
(1)X气体的摩尔质量是 。
(2)C中发生反应的化学方程式为 。
过氧化钠是一种淡黄色固体,在潜水艇中用作制氧剂,供人类呼吸之用。某学生为了验证这一实验,以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料,制取O2,设计出实验装置(如图):
(1)请写出过氧化钠与水反应的离子方程式 ;
(2)A中为制取CO2的装置,写出有关反应的离子方程 ;
(3)B装置发生反应的化学方程式 ;
(4)若E中石灰水出现轻微白色浑浊,请说明原因: ;
(5)反应完毕时,若测得E中的集气瓶收集到的气体为250mL,又知氧气的密度为1.43g/L,当装置的气密性良好的情况下,实际收集到的氧气体积比理论计算值_________(填大或小),相差约 mL(取整数值,所用数据均在标准状况下测定),这可能是由于 (写出一个原因即可)。
I、某学生实验小组用50mL0.50mol•L—1的盐酸与50mL0.50mol•L—1的NaOH溶液在右图所示的装置中进行中和反应反应热的测定
(1)图中装置缺少的一种仪器,该仪器名称为 。
(2)将反应混合液的 温度记为反应的终止温度。
(3)下列说法正确的是
A.小烧杯内残留有水,会使测得的反应热数值偏小 |
B.可用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验 |
C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯 |
D.酸、碱混合时,应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中,以防液体外溅 |
II、某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 |
反应物 |
催化剂 |
① |
10mL2% H2O2溶液 |
无 |
② |
10mL5% H2O2溶液 |
无 |
③ |
10mL5% H2O2溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
④ |
10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ |
10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 |
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是__________________。
(2)实验①和②的目的是____________________________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是____________________。
(3)写出实验③的化学反应方程式 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。
分析上图能够得出的实验结论是_______________________。
取6根铁钉,6支干净的试管及其他材料,如图所示。
试管①放入一根铁钉,再注入蒸馏水,使铁钉和空气及水接触;
试管②在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂),再放入铁钉,用棉花团堵住试管口,使铁钉和干燥空气接触;
试管③先放入一根铁钉,趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉,再加上一层植物油,使铁钉不能跟空气接触;
试管④中放入铁钉注入食盐水,使铁钉和空气及食盐水接触;
试管⑤放入相连的铁钉和锌片,注入自来水,浸没铁钉和锌片;
试管⑥放入相连的铁钉和铜丝,注入自来水,浸没铁钉和铜丝。
把6支试管放在试管架上,几天后观察铁钉被腐蚀的情况。
(1)上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是____ (填试管序号);在电化学腐蚀中,负极反应是__________。
(2)从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是___________。
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是_______(答两种方法)。
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”),所求中和热 (填“相等”“不相等”)
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;用50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (均填“偏大”“偏小”“无影响”) 。
(6)写出NaOH溶液和盐酸反应表示中和热的热化学方程式 。
某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水硫酸铜。
已知Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示:
请回答下列问题:
(1)在整个实验过程中,下列实验装置不可能用到的是 (填序号)
① ② ③ ④ ⑤
(2)溶液A中所含溶质为 ;
(3)物质X应选用 (填序号),沉淀II的主要成分是
①氯水 ②双氧水 ③铁粉 ④高锰酸钾
(4)从溶液C中制取硫酸铜晶体的实验操作为 。
(5)用“间接碘量法”可以测定溶液A中Cu2+(不含能与I-发生反应的杂质)的浓度。过程如下:
第一步:移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶,加水定容至100mL。
第二步:取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中,加入过量KI固体,充分反应生成白色沉淀与碘单质。
第三步:以淀粉溶液为指示剂,用0.05000mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,前后共测定三组。达到滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下表:
(已知:I2+2S2O32-===2I-+S4O62-)
滴定次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
滴定前读数(mL) |
0.10 |
0.36 |
1.10 |
滴定滴定后读数(mL) |
20.12 |
20.34 |
22.12 |
①CuSO4溶液与KI的反应的离子方程式为 。
②滴定中,试液Na2S2O3应放在 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),判断滴定终点的依据是 。
③溶液A中c(Cu2+)= mol·L-1