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【题目】(13分)硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是铜盐中重要的无机化工原料,广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。
Ⅰ.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工艺流程如下:
(1)预处理时要用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径<1 mm,破碎的目的是____________________。
(2)已知氨浸时发生的反应为CuCO3·Cu(OH)2+8NH3·H2O[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+8H2O,蒸氨时得到的固体呈黑色,请写出蒸氨时的反应方程式:______________________。
(3)蒸氨出来的气体有污染,需要净化处理,下图装置中合适的为___________(填标号);经吸收净化所得的溶液用途是_______________(任写一条)。
(4)操作2为一系列的操作,通过加热浓缩、冷却结晶、___________、洗涤、___________等操作得到硫酸铜晶体。
Ⅱ.采用金属铜单质制备硫酸铜晶体
(5)教材中用金属铜单质与浓硫酸反应制备硫酸铜,虽然生产工艺简洁,但在实际生产过程中不采用,其原因是______________________(任写两条)。
(6)某兴趣小组查阅资料得知:Cu+CuCl22CuCl,4CuCl+O2+2H2O2[Cu(OH)2·CuCl2],[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4CuSO4+CuCl2+2H2O。现设计如下实验来制备硫酸铜晶体,装置如图:
向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液,利用二连球鼓入空气,将铜溶解,当三颈烧瓶中呈乳状浑浊液时,滴加浓硫酸。
①盛装浓硫酸的仪器名称为___________。
②装置中加入CuCl2的作用是______________;最后可以利用重结晶的方法纯化硫酸铜晶体的原因为______________________。
③若开始时加入a g铜粉,含b g氯化铜溶质的氯化铜溶液,最后制得c g CuSO4·5H2O,假设整个过程中杂质不参与反应且不结晶,每步反应都进行得比较完全,则原铜粉的纯度为________。
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【题目】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子半径与最外层电子数的关系如下图1。E原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍,D的简单离子核外电子排布与C2-相同。
试回答:
(1)元素E在元素周期表中的位置是________。
(2)与元素D的简单离子所含电子数和质子数均相同的微粒是________(用化学式作答,下同)。
(3)B和E的最高价氧化物对应的水化物,酸性较弱的为________。若用上图2中装置验证这两种酸的酸性强弱,则在装置中加入的试剂分别为:Ⅰ________Ⅱ________,观察到的实验现象是____。
(4)由以上五种元素组成的中学常见的物质,其组成和结构信息如下表:
物质 | 组成和结构信息 |
a | 含有A、C、D的盐 |
b | C、D组成的化合物,且原子个数之比为1∶1 |
c | 化学组成为AC2 |
①a含有的化学键有____________________________________;
②c的电子式为___________________;
③b与c反应的化学方程式为____________________________________。
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【题目】在密闭容器中加入CaSO4和CO,在一定温度下,发生反应:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=+218.4 kJ·mol-1
CO的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.CaO是固态,不能用CaO表示反应的快慢
C.图示中t1时改变的条件可能是减小c(CO),同时增大c(SO2)
D.图示中t1时改变的条件可能是增大压强
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【题目】向绝热恒容密闭容器中通入和,一定条件下使反应达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示由图得出的结论不正确的是
A. 反应过程中压强始终不变
B. 反应物浓度:a点大于b点
C. 反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 时,的转化率:段小于段
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【题目】将如图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是
A. 电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
B. 片刻后可观察到滤纸b点变红色
C. 片刻后甲池中c(SO42—)增大
D. Cu电极上发生还原反应
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【题目】在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s) C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有( )个
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1 ⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D,同时生成2n mol A
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
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【题目】下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
A.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g) N2O4(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)+ CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1
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【题目】(12分)人体必需的元素包括常量元素与微量元素,常量元素包括碳、氢、氧、氮、钙、镁等,微量元素包括铁、铜、锌、氟、碘等,这些元素形成的化合物种类繁多,应用广泛。
(1)锌、铜、铁、钙四种元素与少儿生长发育息息相关,请写出Fe2+的核外电子排布式__________。
(2)1个Cu2+与2个H2N—CH2—COO形成含两个五元环结构的内配盐(化合物),其结构简式为_______________(用→标出配位键),在H2N—CH2—COO中,属于第二周期的元素的第一电离能由大到小的顺序是__________(用元素符号表示),N、C原子存在的相同杂化方式是_________杂化。
(3)碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同,查阅文献资料可知,离子半径r(Mg2+)=66 pm,r(Ca2+)=99 pm,r(Sr2+)=112 pm,r(Ba2+)=135 pm;碳酸盐分解温度T(MgCO3)=402℃,T(CaCO3)=825℃,T(SrCO3)=1172℃,T(BaCO3)=1360℃。分析数据得出的规律是_____________,解释出现此规律的原因是____________________________________。
(4)自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石,CaF2的晶体结构呈立方体形,其结构如下:
①两个最近的F之间的距离是___________pm(用含m的代数式表示)。
②CaF2晶胞体积与8个F形成的立方体的体积比为___________。
③CaF2晶胞的密度是___________g·cm3(化简至带根号的最简式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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【题目】在密闭容器中进行如下反应:2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A. SO2为0.4mol/L
B. SO2为 0.25mol/L
C. SO2、SO3均为0.15mol/L
D. SO3为0.4mol/L
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【题目】将4 mol A气体和2 mol B气体在体积为2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g) xC(g),若经2 s后测得A的物质的量为2.8 mol,C的物质的量浓度为0.6 mol/L。现有下列几种说法:
①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol/(L·s);
②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)
③2 s时物质B的转化率为70%;
④x=2。
其中正确的是:
A. ①④ B. ②③ C. ①②③ D. ①②④
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