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【题目】(15分)某探究小组以硫酸和铜为原料设计如下四种制备硫酸铜晶体的路线:

请回答下列有关问题:

1)甲方案中第一步发生反应的化学方程式为___________________。

2)甲、乙、丙方案中,_____方案更合理,原因是________________。

3)采用乙方案,用废铜、废酸(含HNO3H2SO4)为主要原料制备硫酸铜晶体,某含有c(HNO3)=2molL-1c(H2SO4)=4molL-1的废酸混合液100mL(不使用其它酸或氧化剂),最多能制备硫酸铜晶体(CuSO4 5H2O)的质量为___________。

4)丙方案中灼烧时,应在________中进行(填仪器名称),该实验中的后续操作指的是____________。

5)丁方案中X可以是试剂,也可以是反应条件:

X为试剂,该反应的化学方程式为__________________。

X为反应条件,即通电,在虚线框中画出该实验设计图。

【答案】1Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O(2分)

2)丙(l分) 丙方案中硫酸的利用率高且无污染空气的气体产生(2分,或甲方案有SO2气体产生,污染空气,乙方案有氮的氧化物生成;污染空气甲、乙方案均有污染空气的气体产生)

375g(2分)(4)坩埚(l分);蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3分)

5Cu+H2SO4()+H2O2CuSO4+2H2O (22

【解析】

试题分析:(1甲方案中Cu与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水反应的方程式为Cu+2H2SO4() CuSO4+SO2+2H2O

2甲中生成有毒气体二氧化硫乙中操作复杂且生成有毒气体只有丙中总反应为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O不生成有毒气体则丙方案合理

3nHNO3)=0.2molnH2SO4)=0.4molnH+)=1.0mol3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO+4H2O可知硝酸完全反应生成的铜离子为0.3molCuCuSO45H2O可知CuSO45H2O的质量为0.3mol×250g/mol75g

4)高温灼烧固体应在坩埚中进行,因此仪器应为坩埚;溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铜晶体;

5铜与稀硫酸不反应,若X为试剂,则X应该具有氧化性,因此X是双氧水,该反应的化学方程式为Cu+H2SO4(稀)+H2O2CuSO4+2H2O

X为反应条件,即通电,这说明该装置是电解池,铜与电源的正极相连,作阳极,电解质是硫酸,阴极可以是石墨,装置如图所示(见答案)。

练习册系列答案
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A. sB. pC. d D. ds

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1)已知H2(g)CO(g)CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8 kJmol-1-283.0 kJmol-1-726.5 kJmol-1。请写出甲醇(CH3OH)不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:________

2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

①由表中数据判断H_______0(填“>”“=”“<”

②某温度下,将2molCO6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为________,则反应速率v(H2)=__________

3T℃时,在t0时刻,合成甲醇反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡,若在t1时刻将容器的体积缩小为原来的一半,在t2时刻又达到新的平衡,请在图中用曲线表示t1t2时间段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图_______(其他条件不变,曲线上必须标明氢气、甲醇)。

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A.往稀硫酸中滴加酚酞试液,溶液变红色

B.往淀粉溶液中滴加碘水,溶液显蓝色

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D.将SO2 品红溶液,溶液

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NH4+Al3+Br-SO42-

Na+Fe2+Cl-NO3-

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2在下列反应中,水仅做氧化剂的是______填字母,下同,水既不做氧化剂又不做还原剂的是________

A2F22H2O4HFO2

B2Na2O22H2O4NaOHO2

CCaH22H2OCaOH22H2

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