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1、实验题 (6分)下图为浓硫酸与铜反应的实验装置图。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91fil ">
时间:2017-08-22 16:45:55
1、实验题 (6分)下图为浓硫酸与铜反应的实验装置图。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/bmzis0ra2ez.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)浓硫酸与铜反应的化学方程式为??。
(2)实验中,当产生的气体进入盛有品红溶液的仪器b中时,品红溶液将?,原因是?。
参考答案:(6分)Cu + 2H2SO4(浓)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/yuzn4ulxljh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?CuSO4 +SO2 ↑+2H2O,褪色,SO2具有漂白性。
本题解析:浓硫酸具有强氧化性,可将铜氧化为硫酸铜,而部分硫酸被还原为二氧化硫:Cu + 2H2SO4(浓)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/yuzn4ulxljh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?CuSO4 +SO2 ↑+2H2O;
由于二氧化硫具有漂白性,可与品红结合生成无色化合物,故可使品红试液褪色。
本题难度:一般
2、填空题 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。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/m25xkcx24pb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
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=Cu2?S(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(HSO3)2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,?。
参考答案:(1)防止倒吸(2分)。
(2)S+2H2SO4(浓)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/vpbb4fek0hv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">3SO2↑+2H2O(2分,)
(3)取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成。(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法,开放题,正确即可)(2分)
(4)CuO、CuS、Cu2S(或CuO、CuS可CuO、Cu2S)(2分)
(5)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(2分)。(开放题,正确即可)
本题解析:(1)因为二氧化硫易溶于水,所以在实验过程中必须防止倒吸,CCl4的密度大,且不能溶解二氧化硫,所以不易倒吸。
(2)淡黄色固体物质是硫,在加热的条件下可被浓硫酸氧化,因而逐渐消失,方程式为S+2H2SO4(浓)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/vpbb4fek0hv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">3SO2↑+2H2O。
(3)若反应中生成了Ca(HSO3)2,则可以利用可与酸反应生成二氧化硫或者利用其不稳定性,通过加热来促使分解生成二氧化硫等进行验证。
(4)在铜的化合物中显黑色可以是氧化铜、CuS或Cu2S等。
(5)若浓硫酸过量,则稀释后是稀硫酸,能和活泼的金属反应生成氢气,所以利用此性质进行验证。
本题难度:一般
3、计算题 (7分)某化工厂生产硫酸,某硫矿中硫单质的质量分数为88%。若取该矿石1.00 t,最多可制得98%的浓硫酸多少t?(假设生产过程中有2%的矿石损失)
参考答案:2.7 t
本题解析:根据S原子守恒得
S ~ H2SO4
32? 98
1.00 t×88%×(1-2%)?m(浓H2SO4)×98%
?m(浓H2SO4)=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/pbj5l5ohoou.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?=\"2.7\" t。
本题难度:一般
4、实验题 标准状况下,将1L可能含有N2,H2,CO,NH3,NO2,H2S杂质的无色SO2气体,依次通过如下图所示的装置。(各容器中液体均为足量)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/cuycsvm35kd.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
其变化情况是:①气体通过A瓶,浓H2SO4无明显变化,气体体积无变化;②气体通过B瓶,饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g,气体体积无变化;③气体通过C瓶后,再通过D管,灼热的CuO中有红色物质生成。冷却后,气体体积变为888ml(标准状况);④将上述气体通过E后,再通入F中,澄清石灰水变浑浊,同时增重1.54g;⑤气体经过干燥管P后,在量筒H中,收集到水104ml。根据以上实验回答:
(1)混合气体中SO2的体积分数为______________。
(2)混合气体中含有的杂质为______________。
(3)混合气体中是否含有H2、CO杂质;若有,指出其体积;若无,说明理由。
a.H2:____________________________________________________________________;
b.CO: ____________________________________________________________________。
参考答案:(1)56%;(2)N2,H2,CO;(3)H2∶112mL;(4)CO∶224mL
本题解析:①气体通过浓H2SO4,体积无变化,说明无NH3和H2S(H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应)。
②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g,发生了反应:
SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2 Δm
22.4L ∶ 44g (64-44)g
V(SO2) ∶ m(CO2) 0.5g
V(SO2)=0.56L? m(CO2)=1.1g
φ(SO2)=0.56L/1L×100%=56%
③通过灼热的CuO有红色物质生成,说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。
④通入澄清石灰水变浑浊,说明有CO2(由两部分组成),且为1.54g,则③中的还原性气体必含CO:
CO?~ CO2?~? Ca(OH)2
22.4L 4g
V(CO) (1.54g-1.1g)
V(CO)=22.4L×0.44g/44g=0.224L=224mL
⑤最后得到的气体只能是N2,且V(N2)=V(H2O)=104mL,S则V(H2)=1000ml-888mL=112mL。
本题难度:简单
5、实验题 硫酸是工业生产中重要的产品之一,以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/hwj0mo1p1cl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
请填写下列空白。
(1)黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为_____________;接触室中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装_____________(填设备名称);吸收塔中填充有许多瓷管,其作用为__________________。
(3)为使黄铁矿煅烧充分,常通入过量40%的空气,则煅烧后炉气中SO2的体积分数为____________________(设空气中氧气的体积分数为0.20);将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室,流量为1.00m3/s,从接触室导出气体的流量为0.95m3/s(同温同压下测定),则SO2的转化率为________________%。
(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式为___________________。
(5)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列____________(可多选)。
a.橡胶的硫化? b.过磷酸钙的制备
c.铅蓄电池的生产? d.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
参考答案:(15分)4FeS2+11O2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/uwvhvjyerye.png\" style=\"vertical-align:middle;\">4Fe2O3+8SO2(2分)?2SO2+O2
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/e5hholfwigf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2SO3(2分)
(2)热交换器(1分)?增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收(1分)
(3)0.108(2分)?92.6(2分)
(4)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(2分)?(5)b c d(3分)
本题解析:(1)黄铁矿燃烧燃烧生成SO2和氧化铁,反应的化学方程式为FeS2+11O2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/uwvhvjyerye.png\" style=\"vertical-align:middle;\">4Fe2O3+8SO2;接触室中发生反应的化学方程式为2SO2+O2
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/e5hholfwigf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2SO3。
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装热交换器;吸收塔中填充有许多瓷管,可以增加反应物的接触面积,加快反应速率,即作用为增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收。
(3)设二者恰好反应时需要空气的体积是x,则
4FeS2+11O2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/uwvhvjyerye.png\" style=\"vertical-align:middle;\">4Fe2O3+8SO2
11? 8
0.2x? 1.6x/11
则反应后SO2的体积分数是600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/wo1xgcxgsqd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=0.108
2SO2+O2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/e5hholfwigf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2SO3?△V↓
2? 1? 2? 1
0.1? 1-0.95
所以SO2的转化率是600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060713/iovydzabhhy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">×100%=92.6%
(4)单质溴具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。
(5)硫酸的用途非常广泛,主要用于过磷酸钙的制备、铅蓄电池的生产表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成,橡胶的硫化用的是单质硫,答案选bcd。2的吸收
本题难度:一般