10.CuSO4是一种重要的化工原料,其制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75mol
D.Y可以是葡萄糖
解析:
选C。
根据反应式3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,硫酸与硝酸的物质的量之比是3∶2,选项A正确;途径①③中均生成大气污染物,而②没有,所以选项B正确;1mol硫酸铜可以生成0.5mol氧化亚铜,转移1mol电子,所以生成0.25mol氧气,选项C不正确;醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化,生成氧化亚铜,葡萄糖含有醛基,D正确。
11.下列选项中最后的物质是要制取的物质,其中不能通过所列变化得到的是( )
A.CuO2,CuO
CuSO4溶液
CuSO4·5H2O
B.AlO2,Al2O3
Al2(SO4)3溶液
Al2(SO4)3
C.FeSO4溶液
FeS
FeS晶体
D.MgCl2溶液
Mg(OH)2
Mg(NO3)2溶液
Mg(NO3)2·6H2O
解析:
选C。
FeS是可溶于酸的金属硫化物,故硫酸亚铁不能与硫化氢反应,不能制备硫化亚铁,错误。
12.在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜,有下列两种途径:
(1)Fe
H2
Cu
(2)CuO
CuSO4
Cu
若用这两种方法制得的铜质量相等,则下列有关说法符合实际情况的是( )
A.消耗氧化铜的质量不同
B.消耗铁的质量相同
C.消耗硫酸的质量相同
D.生成硫酸亚铁的质量不同
解析:
选D。
A项,根据Cu守恒,消耗CuO的质量应相同。
B项,
(1)中H2必须过量,所以该方案中消耗铁多,同样该方案中消耗的H2SO4也多,生成的FeSO4也多,D项叙述正确。
13.铜在自然界存在于多种矿石中,如:
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是。
(2)工业上以黄铜矿为原料。
采用火法熔炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应:
2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。
请简述粗铜电解得到精铜的原理:
。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(填字母)。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
Ⅰ对;Ⅱ对;有
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对;Ⅱ对;有
C
铁比铜活泼
铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈
Ⅰ对;Ⅱ对;有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错;Ⅱ对;无
答案:
(1)Cu2S
(2)Cu2O,Cu2S
(3)形成酸雨 硫酸,硫酸铵
(4)电解池中,粗铜作阳极,精铜作阴极,电解质为硫酸铜溶液。
阳极上发生氧化反应,Cu失去电子,使Cu单质变为Cu2+进入溶液中Cu-2e-===Cu2+;阴极上发生还原反应,Cu2+得到电子在阴极上析出Cu单质,Cu2++2e-===Cu,从而达到精制Cu的目的
(5)AD
14.铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为了解铜在空气中的腐蚀情况,某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。
查阅相关资料后,猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。
该小组同学利用下图装置进行实验(部分夹持仪器略。
)
①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解,观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸,观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。
观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题:
(1)绿色固体中含有的元素是。
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是。
(3)假设该绿色物质是一种纯净物,则其化学式可能是,加热分解的化学方程式为
。
(4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为
。
(5)实验装置最后的干燥管的作用是。
(6)如果将B、C两装置对调,能否达到实验目的(填“能”或“不能”),为什么?
。
解析:
根据无水硫酸铜变蓝,可知反应中有水生成,根据澄清石灰水变浑浊,可知有CO2生成,根据黑色固体溶于稀H2SO4,插入铁丝后有红色物质析出,知黑色物质应是CuO。
若该绿色固体是纯净物,根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐,化学式可能是Cu2(OH)2CO3。
(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰,目的是防止空气中的CO2进入广口瓶,干扰实验。
(6)若将B、C对调,气体先通过石灰水,则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。
答案:
(1)Cu、H、O、C
(2)CuO
(3)Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3
2CuO+H2O+CO2↑
(4)Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
(5)防止空气中的CO2进入广口瓶
(6)不能 因为对调后无法说明反应中有水生成
15.某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液,设计了以下几种实验方案。
完成下列填空:
(1)方案一:
以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。
方案二:
将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。
和方案一相比,方案二的优点是;方案二的实验中,发现容器底部残留少量紫红色固体,再加入稀硫酸依然不溶解,该固体为。
(2)方案三的实验流程如图所示。
溶解过程中有气体放出,该气体是。
随着反应的进行,生成气体速率加快,推测可能的原因是
。
设计实验证明你的推测:
。
(3)方案四的实验流程如图所示。
为了得到较纯净的硫酸铜溶液,硫酸和硝酸的物质的量之比应为;对方案四进行补充完善,设计一个既能防止污染,又能实现物料循环的实验方案(用流程图表示)。
解析:
(1)第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染;第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水,因此反应过程中没有污染物,且原料的利用率高。
方案二的实验中,发现容器底部残留少量紫红色固体为铜,不溶于稀硫酸。
(2)方案三中H2O2发生还原反应生成O2;随着反应的进行,生成气体速率加快,可能是反应产生的Cu2+对H2O2分解有催化作用;取H2O2溶液,向其中滴加CuSO4溶液,如果产生气泡的速率加快,则证明Cu2+对H2O2分解有催化作用。
(3)根据离子方程式:
3Cu+2NO
+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,反应消耗2mol硝酸,生成3mol硫酸铜,故为了得到较纯净的硫酸铜溶液,硫酸和硝酸的物质的量之比应为3∶2;设计实验方案时,为防止NO污染空气,应通入空气氧化NO为NO2,用水吸收后,生成的HNO3再循环利用。
答案:
(1)不产生污染空气的SO2气体,制取等量的CuSO4溶液,消耗的硫酸量少 Cu
(2)O2 反应产生的Cu2+对H2O2分解有催化作用 取H2O2溶液,向其中滴加CuSO4溶液,观察产生气泡的速率是否加快
(3)3∶2