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    （12分）硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．某课外兴趣小组将适量浓硝酸分多次加到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全（装置如图I、图Ⅱ所示），通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体，并同时测定硫酸铜晶体中结晶水的含量．

    （1）怎样检查图I装置的气密性                      。

    （2）图I中分液漏斗内装的液体是                              。

    （3）图Ⅱ是图Ⅰ的改进装置，与图I相比，图Ⅱ装置的明显优点是                 ，

                           ，                                ，（可不答满）．

    （4）课外兴趣小组同学在测定胆矾（CuSO4·χH2O）晶体中结晶水的含量时．测得有关数据如下表：

    加热前质量

    加热后质量

    m1（容器）

    m2（容器+晶体）

    m3（容器+无水CuSO4）

    5.4g

    7.9g

    6.8g

    ①为完成测定，图Ⅲ中还缺少的仪器名称是                          。

    ②判断样品已恒重的方法是                                             。

    ③测定所得胆矾（CuSO4·χH2O）中结晶水含量的实验中，称量操作至少进行     次。

    ④课外兴趣小组的测定结果x值（与CuSO4·5H2O相比）        （填“偏高”、“偏低”、“不变”），可能的原因是                。（填字母序号）

    a．加热温度过高

    b．胆矾晶体的颗粒较大

    c．加热后放在空气中冷却

    d．胆矾晶体部分风化

     

    （1）连接好装置，关闭分液漏斗活塞，将导气管插入盛水的烧杯中，用酒精灯微热烧瓶，导气管中有气泡产生，停止微热后导管中形成一段水柱，则气密性好．   （2分）

    （2）浓硝酸（1分）                                                   

    （3）防止倒吸，（1分） 有害气体能被完全吸收（1分）

    （4）①坩埚钳、干燥器、玻璃棒（写出药匙、研钵不算错）  （2分）

        ②再次加热冷却称量，直到连续两次称量的质量差不超过0.lg          （2分）

         ③4   （1分）

    ④偏高，（1分）   a  （1分）

    解析:

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （I）按照如图1所示装置进行有关实验，拔掉分液漏斗玻璃塞，将A逐滴加入B中．

    若A是浓盐酸，B为二氧化锰，当将A滴入B中时发生反应的离子方程式为：
    MnO2+4H++2Cl-
     △ 
    .
     
    Mn2++Cl2↑+2H2O
    MnO2+4H++2Cl-
     △ 
    .
     
    Mn2++Cl2↑+2H2O
    ；
    当实验一段时间后，发现C、D中有红棕色烟，则C的化学式为：
    Fe
    Fe
    ．
    （II）硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料，可通过多种途径制取硫酸铜晶体．铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图2所示）．
    请回答相关问题：
    （1）图2分液漏斗中装的液体是
    浓硝酸
    浓硝酸
    ；
    （2）本实验中若硝酸过量，造成的结果是
    制得的硫酸铜晶体不纯
    制得的硫酸铜晶体不纯
    ；
    （3）图3是图2的改进装置，其优点是①
    有利于氮氧化合物的吸收
    有利于氮氧化合物的吸收
    ，②
    防止倒吸
    防止倒吸
    ；
    （4）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
    方案1：将铜粉在某仪器中反复灼烧，使铜粉与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
    方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向混合物中加入Fe2（SO4）3，即发生反应．反应完全后向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤、蒸发、结晶，得硫酸铜晶体，滤渣循环使用〔已知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4〕．
    ①方案1中用于灼烧铜粉的仪器名称是
    坩埚
    坩埚
    ；
    ②方案2中甲物质可以是
    ab
    ab
    （填字母序号）；
    a．CuO              b．CuCO3 c．CaCO3             d．NaOH
    ③方案2中发生反应的总化学方程式为（注明反应条件）
    2Cu+O2+2H2SO4
     △ 
    .
     
    2CuSO4+2H2O
    2Cu+O2+2H2SO4
     △ 
    .
     
    2CuSO4+2H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    I．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4?5H2O）的生产流程示意图：
    胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表．
    温度（℃） 20 40 60 80 100
    石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
    胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
    请回答下列问题：
    （1）红棕色滤渣的主要成分是
    Fe（OH）3
    Fe（OH）3
    ；
    （2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式
    3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    ；
    （3）操作I的操作温度应该控制在
    100
    100
    ℃左右；
    （4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为
    冷却结晶、过滤
    冷却结晶、过滤
    、洗涤、干燥；
    （5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净．有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：
    方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液；
    方案二：径向层析→喷KSCN溶液
    ①你认为上述两种方案设计更合理的是
    方案二
    方案二
    ；
    ②指出你认为不合理的方案存在的问题
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    ；
    （6）反应产物中的NO可以循环使用，用化学方程式表示循环使用的方案
    4NO+3O2+H2O=4HNO3
    4NO+3O2+H2O=4HNO3
    ．
    II．（12分）复印机使用的墨粉主要成份是Fe3O4，图是氧化沉淀法生产Fe3O4的工艺：
    已知：
    ①工业绿矾中FeSO4的含量为52.5%，其中的杂质不参与反应；
    ②Fe（OH）2+2Fe（OH）3═Fe3O4?4H2O
    请回答下列问题：
    （1）铁的常见氧化物有
    FeO、Fe2O3、Fe3O4
    FeO、Fe2O3、Fe3O4
    ；
    （2）Fe3O4与盐酸反应的化学方程式是：
    Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
    Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
    ，检验反应后的溶液中含Fe3+的方法：
    取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液，若溶液显血红色，则证明含Fe3+
    取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液，若溶液显血红色，则证明含Fe3+
    ；
    （3）在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是：
    4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
    4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
    ；
    （4）生产中可获得的副产品是
    Na2SO4?10H2O
    Na2SO4?10H2O
    ，提取该副产品的操作顺序是：
    bcdae
    bcdae
    （填写序号）
    a．过滤    b．加热浓缩    c．冷却    d．结晶    e．洗涤
    （5）在生产过程中，若工业绿矾的投料速率是12.16kg/h，为使产品较纯，鼓入空气的速率应为
    0.784
    0.784
    m3/h（假设反应在标准状态下进行，空气中O2占20%）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?徐汇区二模）硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4?5H2O）的生产流程示意图：

    胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表．
    温度（℃） 20 40 60 80 100
    石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
    胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
    请回答下列问题：
    （1）红棕色滤渣的主要成分是
    Fe（OH）3
    Fe（OH）3
    ；
    （2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式
    3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    ；
    （3）操作I的操作温度应该控制在
    100
    100
    ℃左右；
    （4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为
    冷却结晶、过滤
    冷却结晶、过滤
    、洗涤、干燥；
    （5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净．有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：
    方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液；方案二：径向层析→喷KSCN溶液
    ①你认为上述两种方案设计更合理的是
    方案二
    方案二
    ；
    ②指出你认为不合理的方案存在的问题
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    ；
    （6）反应产物中的NO可以循环使用，用化学方程式表示循环使用的方案
    4NO+3O2+H2O=4HNO3
    4NO+3O2+H2O=4HNO3
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料；以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4?5H2 O）和副产物石膏（CaSO4?2H2O）的生产流程示意图：

    胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表．
    温度（℃） 20 40 60 80 100
    石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
    胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
    请回答下列问题：
    （1）红棕色滤渣的主要成分是
    Fe（OH）3
    Fe（OH）3
    ；
    （2）写出浸出过程中生成硫酸铜的离子方程式
    3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
    3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
    ；
    （3）操作I包括蒸发浓缩、
    趁热过滤
    趁热过滤
    等操作，温度应该控制在
    100
    100
    ℃左右；
    （4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为
    冷却结晶
    冷却结晶
    、
    过滤
    过滤
    、洗涤、干燥；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水的原因是
    减少因晶体溶解而造成的损失
    减少因晶体溶解而造成的损失
    ；干燥时采用晾干，不用加热烘干的原因是
    避免加热过程中晶体受热分解
    避免加热过程中晶体受热分解
    ．
    （5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净．有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：
    方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液；   方案二：纸层析→喷KSCN溶液；
    ①你认为上述两种方案设计更合理的是
    方案二
    方案二
    ；
    ②指出你认为不合理方案存在的问题是
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    Cu2+的蓝色对检验有干扰
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图所示）．
    （1）写出烧瓶中发生反应的化学方程式为：
    Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O
    或3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O
    或3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
    ．
    （2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
    第一组：以空气为氧化剂法
    方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
    方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加FeSO4或Fe2（SO4）3，即发生反应．反应完全后向其中加物质甲调节pH 3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤、浓缩、结晶，滤渣作催化剂循环使用．已知：
    沉淀物 Fe（OH）3 Cu（OH）2 Fe（OH）2 开始沉淀pH 2.7 4.8 7.6 完全沉淀pH 3.7 6.4 9.6
    请回答下列问题：
    ①方案1中的B仪器名称是
    坩埚
    坩埚
    ．
    ②方案2中甲物质是
    C
    C
    ，最后所得晶体中可能含有
    F
    F
     （填字母序号）
    A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、FeSO4   E、Fe2（SO4）3  F、FeSO4?7H2O
    第二组：过氧化氢为氧化剂法
    将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O 10.5g．
    请回答下列问题：
    ③加热时温度不宜过高的原因是
    防止双氧水分解
    防止双氧水分解
    ，写出组装减压抽滤装置的注意点
    滤纸不得大于布氏漏斗底且覆盖所有小孔；橡皮塞插入部分不超过三分之二；布氏漏斗颈口斜面与吸滤瓶支管口相对；安全瓶中导管与吸滤瓶相连短与抽滤泵相连长
    滤纸不得大于布氏漏斗底且覆盖所有小孔；橡皮塞插入部分不超过三分之二；布氏漏斗颈口斜面与吸滤瓶支管口相对；安全瓶中导管与吸滤瓶相连短与抽滤泵相连长
    ．（至少二点）
    ④本实验CuSO4?5H2O的产率为
    84%
    84%
    ．
    上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的
    第二组
    第二组
    （填“第一组”或“第二组”），理由是
    第一组方案1需要灼烧，多消耗能源
    第一组方案1需要灼烧，多消耗能源
    ．

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