某研究性学习小组用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量.实验中测得某电极的质量增重为m g .已知氧元素相对原子质量为16. 请回答: ⑴m g应为 极的质量增重.电解总反应的离子方程式为 ⑵测定m g数据时.同学们称量电解前电极的质量.电解后.用蒸馏水小心冲洗电极.烘干后再称量电极质量.你认为在上述实验过程中.至少要称量电极 次, ⑶本实验中.学习小组采用两套方案测定铜的相对原子质量是: ①第一套方案中.同学们测得气体的体积为VL.则铜的相对原子质量是 , ⑵第二套方案中.需要测定的数据是 .简述采用此方案测定铜的相对原子质量的原理: . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某研究性学习小组用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量(装置如下图),实验中测得某电极的质量增重为m g,已知氧元素相对原子质量为16。

请回答:

(1)mg应为_____________极的质量增重(填A或B),电解总反应的离子方程式为_________________;

(2)测定m g数据时,同学们称量电解前电极的质量,电解后,用蒸馏水小心冲洗电极,烘干后再称量电极质量。你认为在上述实验过程中,至少要称量电极_________________次;

(3)本实验(电解CuSO4溶液)中,学习小组采用两套方案测定铜的相对原子质量:

①第一套方案中,同学们测得气体的体积为V L(标准状况),则铜的相对原子质量是_______________(用m、V表示);

②第二套方案中,需要测定的数据是_________________,简述采用此方案测定铜的相对原子质量的原理:_________________。

 

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某研究性学习小组用粗氧化铜(CuO中含少量Fe)制取CuSO4溶液,并用电解纯净的CuSO4溶液的方法,测定Cu的相对原子质量,其过程如下

已知:Cu2+,Fe2+在pH为4~5的条件下不水解而Fe3+却几乎全部水解.

(1)①中发生反应的离子方程式是________

(2)加入过量纯CuO的作用________.

(3)用pH试纸测定溶液的pH的方法________.

(4)通电后部分仪器如下图所示,则A应连直流电源的________(填“正”或“负”)极.

(5)电解的离子方程式________

(6)下列实验操作中必要的是________(填写序号).

①称量电解前的电极的质量;

②电解后,电极在烘干称量前,必须用蒸馏水冲洗;

③刮下电解后电极上析出的铜,并清洗,称量;

④烘干称重操作中必须按“烘干→称量→再烘干→再称量”进行;

⑤在有空气存在的情况下,烘干电极必须用低温烘干的方法.

(7)铜的相对原子质量为________(用带有n、V的计算式表示).

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某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端投入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S(黑色)
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
;D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸

(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O

(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO32的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)

(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
.(写化学式)
(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+

你的猜想是:
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性

请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)

(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
Cu2O
Cu2O
,可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定

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某研究性学习小组欲利用所学知识制备并提纯硫酸铜.所用原料为废旧铜材(含铁约2%,其它杂质忽略不计),过程如下:

Ⅰ:制备硫酸铜装置如图1,写出阳极发生的电极反应式
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+

Ⅱ:提纯硫酸铜待反应结束后,取出电极,按照如流程图2提纯得到硫酸铜晶体(CuSO4?5H2O)
已知此溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+形成氢氧化物的pH如下表
离子 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe2+ 6.4 8.4 Fe3+ 2.4 3.1 Cu2+ 5.2 6.5
(1)操作1的名称是
重结晶
重结晶

(2)步骤②中可加入
CuO或CuCO3
CuO或CuCO3
(填化学式)调节溶液pH至
3.1~5.2
3.1~5.2
(填范围).
(3)步骤③不能蒸干的原因是
防止硫酸铜晶体失去结晶水
防止硫酸铜晶体失去结晶水

(4)图3表示硫酸铜晶体在乙醇水混合溶剂中溶解度随乙醇体积分数的变化曲线,则最适合作为步骤⑥洗涤液是
C
C

A.无水乙醇            B.蒸馏水
C.95%乙醇溶液        D.饱和硫酸钠溶液
(5)写出步骤①发生反应的离子方程式
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

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某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)

实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。

材料一:小组交流滴录

学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!

学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4

学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝

聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S=CuS(黑色)。

材料二:探究实验剪辑

实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化。

实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色。

实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减少10%左右。

根据上述材料回答下列问题:

  (1)D、E两支试管中CC14的作用是                    

  (2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:                    

 (3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(HSO32的缘故。请你设计实验验证学生1的猜想                 

                                                           

 (4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是                                              ;(写化学式)

 (5)反应完全后稀释溶液呈酸性,学生2猜想反应中浓硫酸可能过量,请你设计一个简单的实验以验证稀释后的溶液由于硫酸过量呈酸性,                            

 

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