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1、简答题 黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如图1实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,终读数如图2所示.请回答下列问题:
(1)将样品研细后再反应,其目的是______.
(2)装置a的作用是______.
a.有利于空气中氧气充分反应b.除去空气中的水蒸气
c.有利于气体混合?d.有利于观察空气流速
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是______.
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为______mL.判断滴定已达终点的现象是______.通过计算可知,该黄铜矿的纯度为______.
(5)若用如图3装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的是______.(填编号)
(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,假设实验操作均正确,可能的原因主要有______.
参考答案:该实验原理是:根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定(二氧化硫可以用碘水来标定),结合元素守恒可以确定黄铜矿的量,进而计算其纯度.
(1)将样品研细后再反应,即增大固体的表面积,目的是使原料充分反应、加快反应速率,故答案为:使原料充分反应、加快反应速率;
(2)装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气,同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量,故答案为:bd;
(3)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然通入空气,可以将产生的二氧化硫全部排出去,使结果精确,
故答案为:使反应生成的SO2全部进入d装置中,使结果精确;
(4)根据滴定管的示数是上方小,下方大,可以读出滴定管示数是20.00mL,当达到滴定终点时,二氧化硫已经被碘单质消耗完毕,再滴入一滴碘单质,遇到淀粉会变蓝,根据反应实质,得到:2I2~2SO2~CuFeS2,消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.00mL时,即消耗的碘单质的量为:0.05mol/L×0.02L=0.0010mol,所以黄铜矿的质量是:0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g,所以其纯度是:0.92g1.15g×100%=80%,故答案为:80%;
(5)用如图3装置替代上述实验装置d,饱和的亚硫酸氢钠不会和二氧化硫发生反应,所以根据液面上升的高度可以确定生成的量,进而根据元素守恒来确定黄铜矿的纯度,
故答案为:②;
(6)空气中的CO2与Ba(OH)2反应可以生成BaCO3沉淀,此外BaSO3被氧化成BaSO4均可以导致所以的沉淀的量比二氧化硫和氢氧化钡反应生成的白色沉淀的量多,
故答案为:空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀,BaSO3被氧化成BaSO4.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 下列物质间的转化可由一步反应完成的是( )
A.SiO2→H2SiO3
B.Cu(OH)2→Fe(OH)3
C.CaCO3→Na2CO3
D.Zn→ZnSO4
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列描述中,符合化学科学的是
[? ]
A、“曾青得铁则化为铜”中的“曾青”是指硝酸铜
B、“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰,水的能量高
C、“玉不琢不成器”、“百炼方能成钢”的说法都与物质的化学变化无关
D、“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是指纤维素和油脂
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
4、填空题 铜及其化合物一般都具有特征的颜色,例如Cu、Cu2O呈红色,CuO呈黑色,CuSO4?5H2O呈蓝色等.研究性学习小组甲为检测实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行了认真的探究.
Ⅰ.查阅资料:①Cu2O属于碱性氧化物;?②在空气中灼烧Cu2O生成CuO;
③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应(Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O).
Ⅱ.设计实验方案:
方案1:取该红色试样溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化
方案2:取该红色试样溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣
方案3:称得干燥坩埚的质量为a?g,取红色试样置于坩埚中称得总质量为b?g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器中冷却,再称量.如此反复多次直到质量不变,称得最后质量为c?g.分析数据,作出合理判断.
(1)请你评价方案1和方案2.如果你认为该方案合理,请简述其工作原理;如果你认为该方案不合理,请简述原因.______
(2)方案3中,如果a、b、c的关系符合c=______可确认红色粉末是Cu2O
Ⅲ.研究性学习小组乙,设计了新的探究方案,装置如图所示.
(3)简述新探究方案中,气体发生装置的气密性如何检验(操作、现象、结论):______
(4)你认为依据新方案测定上述红色试样成分必须获得下列哪些物理量:(选填序号)______?①通入氢气体积;?②反应前,红色试样+硬质试管的总质量;
③完全反应后红色固体+硬质试管的总质量;④实验前,干燥管(含药品)的质量;⑤硬质试管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管(含药品)的质量
(5)有人提出,在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置,你认为______(选填“需要”或“不需要”),简述理由______.
参考答案:(1)根据题目中的已知信,可知铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+,所以方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+,所以方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质,故答案为方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+;方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质;
(2)根据铜元素守恒,则Cu2O~2CuO
?144? 160
? b-a? c
解得c=109×(b-a),故答案为:109(b-a);
(3)检验装置气密性的方法:关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气,
故答案为:关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气;
(4)根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况,故答案为:②③⑤;
(5)在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置,让铜粉在氢气流中冷却,杜绝铜粉的吸湿,故答案为:需要;反应后,应让铜粉在氢气流中冷却,如没有干燥管,铜粉将吸湿.
本题解析:
本题难度:一般
5、推断题 非金属单质a及其化合物在一定条件下可发生如图所示的变化,五种物质中都含有同一种元素。
(1)若a常温下是一种固体,则a是___________,c是___________。 e→c的化学方程式为______________________。
(2)若a常温下是一种气体,则a是___________,d是___________。 e→c的离子方程式为______________________。 b→c的化学方程式为______________________。
参考答案:(1)a:S;c:SO2;e→c:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)a:N2;d:NO2;e→c:3Cu+8H++2NO3-==3Cu2++2NO↑+4H2O;b→c:4NH3+5O24NO+
6H2O
本题解析:
本题难度:一般