硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验.某研究性学习小组设计了如下两个实验方案: 实验一: 因铜不能与稀硫酸直接反应.实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的混合液中.加热使之完全反应.通过蒸发.析晶等操作得到硫酸铜晶体. (1)浓硝酸所起的作用是 (2)该反应的原理是 . 实验二: 以空气为氧化剂的一步氧化法.将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中.其反应原理为2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O .但反应速率太小.当升高温度到80-90℃.反应仍然缓慢.如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液.则速率明显加快. (3)用离子方程式表示速率明显加快的原理 . Fe2(SO4)3的作用是 . (4)得到的混合液用 调节pH =2-4.使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去.且Fe(OH)3可以循环使用. (5)请根据以上内容.对这两个实验方案进行评价.填下表: 实 验 一 实 验 二 主要优 点 主要缺 点 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。

A.(12分)【物质结构与性质】

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能/(kJ·mol-1)

786

715

3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲ 

⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲  ;金属铜采用下列  ▲  (填字母代号)堆积方式。

 


                A              B             C              D

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)  ▲ 

③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲ 

④SO42的空间构型是  ▲ 

B.(12分)【实验化学】

硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。

步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1

步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2

步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。

步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。

回答下列问题:

⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为  ▲ 

⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是  ▲  。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是  ▲ 

②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是  ▲ 

③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是  ▲ 

④该实验最终通过  ▲  确定硫酸亚铁铵产品等级。

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下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。

A.(12分)【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:
晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol-1)
786
715
3 401
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲ 
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲ ;金属铜采用下列  ▲ (填字母代号)堆积方式。
 
A              B             C              D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)  ▲ 
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲ 
④SO42的空间构型是  ▲ 
B.(12分)【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1
步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2
步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。
步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题:
⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为  ▲ 
⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是  ▲ 。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是  ▲ 
②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是  ▲ 
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是  ▲ 
④该实验最终通过  ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。

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某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程为:
(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于
C
C
上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用
E
E
,灼烧后的坩埚应放在
B
B
上,不能直接放在桌面上.
A.蒸发皿   B.石棉网   C.泥三角    D.表面皿  E.坩埚钳    F.试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾.灼烧后含有少量铜的可能原因是
B
B

A.灼烧过程中部分氧化铜被氧化       B.灼烧不充分铜未被完全氧化
C.氧化铜在加热过程中分解生成铜?D.该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、
过滤
过滤
蒸发
蒸发
、冷却结晶、洗涤、自然干燥.
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的优点是:
减少污染空气的气体二氧化硫产生;制备相同量的胆矾所需要的
硫酸量少
减少污染空气的气体二氧化硫产生;制备相同量的胆矾所需要的
硫酸量少
.(答案合理即可得分)

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硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示)。

(1)图1中,A仪器的名称为       ,烧瓶中发生的离子反应方程式为            

(2)图2是图1的改进装置,改进的目的是                         

(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO4或Fe2(SO43,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用。

(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。)

请回答下列问题:

①方案1中的B仪器名称是           

②方案2中甲物质是         (填字母序号)。

a、CaO        b、CuCO3     c、CaCO3       

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O 10.6g。

请回答下列问题:

③该反应的离子反应方程式为                

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为            ,晶体采用酒精淋洗的优点是

          

⑤上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是       (填“第一组”或“第二组”),理由是                                                        

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硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示)。

(1)图1中,A仪器的名称为         ,烧瓶中发生的离子反应方程式为            

(2)图2是图1的改进装置,改进的目的是                         

(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO4或Fe2(SO43,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用。(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。)

请回答下列问题:

①方案1中的B仪器名称是           

②方案2中甲物质是         (填字母序号)。a、CaO        b、CuCO3     c、CaCO3       

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.6g。请回答下列问题:

③该反应的离子反应方程式为                                              

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为            ,晶体采用酒精淋洗的优点是               

⑤上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是       (填“第一组”或“第二组”),理由是       

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