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16.CuSO4•5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用.以下是CuSO4•5H2O的实验室制备流程圈.

根据题意完成下列填空:
(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸(可加热),在铜粉溶解时可以观察到的实验现象:产生无色气体与空气变为红棕色、溶液呈蓝色.
(2)根据反应原理,硝酸与硫酸的理论配比(物质的量之比)为2:3.
(3)已知:CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2+Na2SO4称取0.1000g提纯后的CuSO4?5H2O试样于锥形瓶中,加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用0.1000mol/L盐酸滴定至终点,耗用盐酸20.16mL,则0.1000g该试样中含CuSO4•5H2O0.098g.
(4)在滴定中,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化;滴定终点时,准确读数应该是滴定管上蓝线粗细交界点所对应的刻度.
(5)若上述滴定操作中,滴定管加盐酸之前未进行润洗,则测得试样中所含CuSO4•5H2O的质量偏小(填“偏大”“偏小”或“无影响”).
(6)如果l.040g提纯后的试样中含CuSO4•5H2O的准确值为1.015g,而实验测定结果是1.000g,测定的相对误差为-1.48%.

分析 (1)向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸,反应生成硫酸铜和NO、水;
(2)根据离子方程式分析计算;
(3)CuSO4和NaOH溶液反应方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4,剩余的NaOH和HCl反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O,根据NaOH+HCl=NaCl+H2O计算参加反应的NaOH的物质的量,再根据CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4计算硫酸铜的物质的量,根据Cu原子守恒计算胆矾质量;
(4)滴定时要观察锥形瓶中颜色;根据滴定管的正确读数方法解答;
(5)滴定管未润洗,则盐酸的浓度减小,消耗的盐酸的体积偏大,计算出与盐酸反应的NaOH偏多,则与硫酸铜反应的NaOH偏少;
(6)相对误差为相对值除以准确值.

解答 解:(1)Cu与稀硫酸不反应,加入少量浓硝酸后,则溶液中存在稀硝酸,Cu与稀硝酸反应生成NO、硝酸铜、水,NO与氧气反应生成红棕色二氧化氮,所以会看到先生成无色气体,后变为红棕色,溶液变蓝色,
故答案为:产生无色气体与空气变为红棕色、溶液呈蓝色;
(2)向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸,反应生成硫酸铜和二氧化氮、水,其反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,反应中消耗2molNO3-和8molH+,2mol硝酸提供2mol氢离子,则另外6mol氢离子由硫酸提供,所以需要的硫酸为3mol,则硝酸与硫酸的理论配比(物质的量之比)为2:3,
故答案为:2:3;
(3)CuSO4和NaOH溶液反应方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4,剩余的NaOH和H2SO4反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O,
参加该反应的n(NaOH)=n(HCl)=0.1000mol/L×0.02016L=0.002016mol,和CuSO4反应的n(NaOH)=0.1000mol/L×0.028L-0.002016mol=0.000784mol,根据CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4知,n(CuSO4)=$\frac{1}{2}$n(NaOH)=$\frac{1}{2}$×0.000784mol=0.000392mol,根据Cu原子守恒得n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=0.000392mol,胆矾的质量=250g/mol×0.000392mol=0.098g,
故答案为:0.098;
(4)滴定时要观察锥形瓶中颜色变化;在滴定中,准确读数应该是滴定管上蓝线的粗细交界点对应的刻度线,
故答案为:锥形瓶中溶液颜色变化;粗细交界点;
(5)滴定管未润洗,则盐酸的浓度减小,消耗的盐酸的体积偏大,计算出与盐酸反应的NaOH偏多,则与硫酸铜反应的NaOH偏少;而n(CuSO4)=$\frac{1}{2}$n(NaOH),所以计算得到的硫酸铜偏少,即测得试样中所含CuSO4?5H2O的质量偏小,
故答案为:偏小;
(6)相对误差为 $\frac{1.000g-1.015g}{1.015g}$×100%=-1.48%,故答案为:-1.48%.

点评 本题考查了物质含量的测定、实验现象等观察、物质的提纯、中和滴定、实验过程设计及有关计算,注意滴定管的使用,以及相对误差的计算方法,题目难度中等,侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

9.一种“合成氨”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O?2NH3+$\frac{3}{2}$O2.该反应过程与能量关系可用如图表示,完成反应的热化学方程式:N2(g)+3H2O(l)?2NH3(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)△H=+765.2kJ•mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.某同学称取了0.125g金属镁,并加入10.0mL 2mol/L的稀硫酸.反应完后所得读数为123.5mL,那么该实验测得的1mol氢气的体积为23.75L.(保留小数点后两位)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.为除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO4以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):

(1)判断 BaCl2已过量的方法是用试管取少量第②步操作后的上层清液,再滴入几滴BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量. 
(2)第④步中相关的化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl. 
(3)配制 NaCl 溶液时,若出现下列操作,其结果偏高还是偏低?
A.称量时 NaCl 已潮解偏低 B.天平的砝码已锈蚀偏大 C.定容摇匀时,液面下降又加水无影响 D.定容时俯视刻度线偏大.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.钡盐生产过程中排出大量钡泥【主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等】,某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的.在生产BaCO3同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO32晶体及其它副产品,其部分工艺流程如图:

已知:①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7
②Ba(NO32在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小
③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10   Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤.用离子方程式说明该提纯的原理BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq).
(2)上述流程中Ba(FeO22与HNO3溶液反应生成两种盐,反应的化学方程式为Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O.
(3)结合本厂生产实际X试剂应选下列中的B.
A.BaCl2        B.BaCO3 C.Ba(NO32       D.Ba(OH)2
(4)废渣2为Fe(OH)3
(5)操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶.
(6)过滤Ⅲ后的母液应循环到容器c中(选填a、b、c)
(7)称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克,则该晶体的纯度可表示为$\frac{261m}{233w}$×100%.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广,钛金属日益被人们重视,被誉为“现代金属”和“战略金属”,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资.工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛.
(1)Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:

(1)由滤液获得绿矾晶体的操作过程是蒸发、冷却、结晶、过滤.
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+
(3)已知10 kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%,能够得到绿矾晶体22.24 kg,试计算最少加入铁粉的质量.
方法2:TiCl4水解生成TiO2•xH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛.
(4)①TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O(过量)?TiO2•xH2O↓+4HCl;
②检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净的方法是取最后一次洗涤液少量,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净.
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及的步骤如下:TiO2$\stackrel{①}{→}$TiCl4$→_{Mg_{800}℃}^{②}$Ti
反应②的化学方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti,该反应成功需要的其他条件及原因是稀有气体保护,防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如图1:
已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)═2MgCl2(aq)+SiO2 (s)+2H2O(l)△H=-49.04kJ•mol-1

注:碱式碳酸镁3MgCO3•Mg(OH)2•3H2O
(1)固碳时主要反应的方程式为NaOH(aq)+CO2 (g)=NaHCO3 (aq),该反应所用反应物主要是工业上通过电解法得到,请在图1虚框内补充一步工业生产流程
(2)流程图中滤渣的主要成分是SiO2
(3)写出矿化反应的离子方程式3HCO3-+4Mg2++5H2O+5NH3═Mg2(OH)2CO3↓+5 NH4+
(4)下列物质中也可用作“固碳”的是c.(填字母)
a.CaCl2  b.CH3COONa  c.(NH42CO3
(5)由图2可知,90℃后曲线A溶解效率下降,分析其原因120min后,溶解达到平衡,而反应放热,升温平衡逆向移动,溶解效率降低.
(6)经分析,所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3.为提纯,可采取的措施依次为:对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理.判断产品洗净的操作是取少量最后一次的洗涤液,加硝酸酸化的硝酸银溶液,如无沉淀产生,则已洗净.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.二价铬不稳定,极易被氧气氧化.醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水和醚,易溶于盐酸,是常用的氧气吸收剂.实验室中以锌粒、CrCl3溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示,

制备过程中发生的反应如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g);
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)=[Cr(CH3COO)2]2•2H2O (s)
请回答下列问题:(1)仪器1的名称是分液漏斗,所盛装的试剂是盐酸.
(2)本实验中所用的溶液,配制用的蒸馏水都需事先煮沸,原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化.
(3)装置4的主要作用是防止空气进入装置3.
(4)实验开始生成H2气后,为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应打开阀门A关闭阀门B(填“打开”或“关闭”).
(5)本实验中锌粒须过量,其原因是与CrCl3充分反应得到CrCl2;产生足量的H2,将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应.
(6)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34g,实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 5.64g,则该实验所得产品的产率为75%.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手.
I.研究发现,NOx是雾霾的主要成分之一,NOx主要来源于汽车尾气.
已知:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180.50kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H=-566.00kJ•mol-1
为了减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环,写出该反应的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2(g)+N2(g)△H=-746.50 kJ•mol-1
II.开发利用清洁能源可减少污染,解决雾霾问题.甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景,一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),在2L密闭容器中充入物质的量之比为1:2的CO和H2,在催化剂作用下充分反应.平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示.

(1)该反应的反应热△H<0(填“>”或“<”),压强的相对大小与P1>P2(填“>”或“<”).
(2)该反应化学平衡常数表达式为K=$\frac{c(CH{\;}_{3}OH)}{c(CO)c(H{\;}_{2}){\;}^{2}}$.
(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是BC.
A.容器内气体压强不再变化
B.v(CO):v(H2):v(CH3OH)=1:2:1
C.容器内的密度不再变化
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.容器内各组分的质量分数不再变化
(4)某温度下,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡C(填字母).
A.向正反应方向移动    B.向逆反应方向移动        C.不移动
作出此判断的依据是在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,说明c(CH3OH)与c(CO)同等倍数减小,又浓度商Qc=$\frac{c(CH{\;}_{3}OH)}{c(CO)c(H{\;}_{2}){\;}^{2}}$=K,所以平衡不移动.
III.依据燃烧反应原理,合成的甲醇可以设计如图2所示的燃料电池装置.
(1)负极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.
(2)电池工作时,若电流强度为I,1个电子所带电量为q,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该装置每分钟消耗甲醇的物质的量为$\frac{10I}{qN{\;}_{A}}$mol(假设化学能全部转化为电能).

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