练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    2．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含SiO2），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

    现称取研细的黄铜矿样品1.840g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的$\frac{1}{10}$置于锥形瓶中，用0.0500mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20.00mL．
    请回答下列问题：
    （1）称量样品所用的仪器为电子天平（填“托盘天平”或“电子天平”），将样品研细后再反应，其目的是增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率．
    （2）装置a和c的作用分别是bd和e（填标号，可以多选）．
    a．除去SO2气体         b．除去空气中的水蒸气          c．有利于气体混合
    d．有利于观察空气流速        e．除去反应后多余的氧气
    （3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确．
    （4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为50%．
    （5）若用如图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是②（填序号）．

    （6）若将原装置d中的试液改为Ba（OH）2，测得的黄铜矿纯度误差为+1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有空气中的CO2与Ba（OH）2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4．

    分析 该实验原理是：根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定（二氧化硫可以用碘水来标定），结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度．
    （1）称取研细的黄铜矿样品1.840g，可知精确度0.001g，需要选择电子天平，增大固体的表面积可以加快化学反应速率；
    （2）浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速；灼热的铜网可以除去多余的氧气；
    （3）二氧化硫全部被吸收是实验成败的关键；
    （4）已知发生的反应有8CuFeS2+21O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，I2+SO2+2H2O═H2SO4+2HI，根据消耗的碘单质的物质的量求出CuFeS2的物质的量和质量，再根据样品的质量求出质量分数；
    （5）二氧化硫和单质碘之间发生氧化还原反应，根据消耗碘单质的量可以确定二氧化硫的量，进而确定黄铜矿的纯度；
    （6）二氧化碳和二氧化硫均可以和氢氧化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钡易被氧化为硫酸钡．

    解答 解：该实验原理是根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定（二氧化硫可以用碘水来标定），结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度．
    （1）称取研细的黄铜矿样品1.840g，可知精确度0.001g，称量样品所用的仪器为电子天平，将样品研细后再反应，即增大固体的表面积，目的是使原料充分反应、加快反应速率，
    故答案为：电子天平；增大接触面积，使原料充分反应、加快反应速率；
    （2）装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量；灼热的铜网可以除去多余的氧气，
    故答案为：bd；e；
    （3）黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然通入空气，可以将产生的二氧化硫全部排出去，使结果精确，
    故答案为：使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确；
    （4）已知发生的反应有8CuFeS2+21O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，I2+SO2+2H2O═H2SO4+2HI，
    用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20mL，即消耗的碘单质的量为0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，
    根据反应方程式得到：2I2～2SO2～CuFeS2，所以黄铜矿的质量是0.0010mol×$\frac{1}{2}$×184g/mol×10=0.92g，
    所以其纯度是：$\frac{0.92g}{1.84g}$×100%=50%，
    故答案为：50%；
    （5）用如图3装置替代上述实验装置d，不能用③，原因是前面通入的空气中也会占据一部分气体体积，所以根据液面上升的高度可以确定生成的量，进而根据元素守恒来确定黄铜矿的纯度，
    故答案为：②；
    （6）空气中的CO2与Ba（OH）2反应可以生成BaCO3沉淀，此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以导致所以的沉淀的量比二氧化硫和氢氧化钡反应生成的白色沉淀的量多，
    故答案为：空气中的CO2与Ba（OH）2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4．

    点评 本题考查了探究黄铜矿的纯度，涉及了实验原理的分析应用、纯度计算、实验方案的评价等知识，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，且原子序数逐渐增大．已知：
    ①X、Y、W分别位于不同周期；
    ②Z和W属于同一主族，且W的原子序数是Z的两倍；
    ③Y、Z、W的最外层电子数之和为17．
    下列说法不正确的是（　　）
    A．原子半径由小到大的顺序为r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
    B．X、Y、Z既能形成离子化合物，又能形成共价化合物
    C．Z分别能与X、Y和W形成多种化合物
    D．与单质W比较，单质Z更容易与单质X化合

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：

    制备苯乙酸的装置示意图如下（加热和夹持装置等略）：
    已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
    回答下列问题：
    （1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸．
    （2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈；仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是回流（或使气化的反应液冷凝）．
    反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加入冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）．
    A．分液漏斗B．漏斗C．烧杯D．直形冷凝管E．玻璃棒
    （3）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到40g纯品，则苯乙酸的产率是95%（保留3位有效数字）．
    （4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现．
    （5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    10．二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义．
    （1）工业上用黄铁矿（FeS2，其中S元素为-l价）在高温下和氧气反应制备SO2：
    4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8SO2+2Fe2O3，该反应中被还原的元素是Fe、S（填元素符号）．
    当该反应生成的二氧化硫在标准状况下的体积为4.48L时，则转移电子为1.1mol．
    （2）实验室中用如图1装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率．（已知SO3熔点为16.8℃，假设气体进入装置时分别被完全吸收，且忽略空气中CO2的影响．）

    ①实验过程中，需要通入氧气．试写出一个用如图2所示装置制取氧气的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑．
    ②实验结束后，若装置D增加的质量为n g，装置E中产生白色沉淀的质量为m g，则此条件下二氧化硫的转化率是$\frac{\frac{n}{80}mol}{\frac{n}{80}mol+\frac{m}{233}mol}$×100%（用含字母的代数式表示，不用化简）．
    （3）某学习小组设计用如图3装置验证二氧化硫的化学性质．
    ①a中的实验现象为红色品红溶液褪色，证明明SO2具有的性质为漂白性．
    ②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
    方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去
    方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
    上述方案中合理的是Ⅲ（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    17．制备过氧化氢的传统方法是在过氧化钡中加入稀硫酸．以重晶石（BaSO4）为原料制备过氧化氢的流程如图1：

    回答下列问题：
    （1）图1中的气体①可能含有的物质是D．    
    ①CO　  ②CO2　③SO2
    A．仅①③B．仅②③C．仅①②D．全部
    （2）BaS不能存在于水中，BaS溶于水后，S元素主要以HS-的形式存在，用化学方程式表示其原因：2BaS+2H2O?Ba（OH）2+Ba（HS）2．
    （3）已知：Ba（OH）2（aq）+CO2（g）═BaCO3（s）+H2O（l）△H=-162kJ•mol-1
    2H2S（g）+Ba（OH）2（aq）═Ba（HS）2（aq）+2H2O（l）△H=-191kJ•mol-1
    写出CO2 和Ba（HS）2反应的热化学反应方程式：Ba（HS）2（aq）+CO2（g）+H2O（l）=BaCO3（s）+2 H2S（g）△H=+29kJ•mol-1．需将溶液A加热的原因是上述反应为吸热反应，加热可使平衡向正反应方向移动，提高BaCO3产率．
    （4）气体②可进一步加工成为上述制取H2O2流程中的一种原料，该原料是H2SO4．
    （5）通入的CO2若含有O2会有BaSO4生成，所以通常增大溶液的pH以提高CO32-浓度，把BaSO4转化为BaCO3．若测得SO42-的浓度为1×10-4mol•L-1，则CO32-的浓度需大于2.5×10-3mol•L-1，才不致于生成BaSO4沉淀，已知Ksp（BaSO4）=1×10-10，Ksp（BaCO3）=2.5×10-9
    （6）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2和O2为原料制取过氧化氢的新工艺．原理如图2所示，请写出甲电极的电极反应式：2H++O2+2e-=H2O2．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点．
    （1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图1所示．总反应的化学方程式为CO2$\frac{\underline{\;太阳能\;}}{FeO}$C+O2．
    （2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2+3H2?CH3OH+H2O．已知298K和101KPa条件下：
    CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（l）△H=-a kJ•mol-1；
    2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-b kJ•mol-1；
    CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=-c kJ•mol-1，
    则CH3OH（l）的标准燃烧热△H=a+c-1.5b kJ•mol-1．
    （3）CO2经过催化氢化合成低碳烯烃，合成乙烯反应为2CO2（g）+6H2（g）?CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H＜0在恒容密闭容器中充入2mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生反应，CO2的转化率与温度、投料比X=[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]的关系如图1所示．

    ①平衡常数KA＞KB
    ②T K时，某密闭容器发生上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表：
    时间（min）
    浓度（mol•L-1）    		01020304050
    H2（g）6.005.405.109.008.408.40
    CO2（g）2.001.801.703.002.802.80
    CH2=CH2（g）00.100.153.203.303.30
    20～30min间只改变了某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是D
    A．通入一定量H2            B．通入一定量CH2=CH2C．加入合适催化剂               D．缩小容器体积
    在图2中画出CH2=CH2的浓度随反应时间的变化
    （4）在催化剂M的作用下，CO2和H2同时发生下列两个反应
    A．2CO2（g）+6H2（g）?CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H＜0
    B．2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＜0
    图3是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是BD
    A．催化剂M的活性降低                 B．A反应的平衡常数变大
    C．生成甲醚的量增加                    D．B反应的活化能增大
    （5）Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2．常温下，H2CO3的第一步、第二步电离常数分别约为Ka1=4×10-7，Ka2=5×10-11，则0.5mol•L-1的Na2CO3溶液的pH等于12（不考虑第二步水解和H2O的电离）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    14．选择下列物质中合适的序号填空：①液氨②氨水③盐酸④醋酸⑤硫酸银⑥碳酸氢钠⑦二氧化氮⑧二氧化碳⑨醋酸铵⑩葡萄糖
    （1）属于强电解质的是⑤⑥⑨；（2）属于弱电解质的是④；
    （3）属于非电解质的是①⑦⑧⑩；（4）属于酸性氧化物的是⑧；
    （5）属于酸式盐的是⑥；（6）属于分散系的是②③．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．下列常用化学品标志所涉及的物质中，一定能发生氧化还原反应的是（　　）
     A B C D
        
    A．AB．BC．CD．D

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．高锰酸钾是中学常用的试剂，工业上可用软锰矿制备高锰酸钾流程如图．

    （1）铋酸钠（不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在（铋的还原产物为Bi3+，Mn的氧化产物为+7价），写出反应的离子方程式2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O．
    （2）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是AB（填代号）．
    a．84消毒液（NaClO溶液）b．双氧水    c．苯酚   d．75%酒精
    （3）理论上（不考虑物质循环与制备过程中的损失）1mol MnO2可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO4．
    （4）该生产中需要纯净的CO2气体，为了便于控制反应，在实验室所用气体发生装置最好是C（选填代号）．写出应用该装置制取CO2的离子方程式CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑．

    （5）操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度（填性质）上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．
    （6）上述流程中可以循环使用的物质有MnO2、KOH（写化学式）．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案