某同学用含硫酸亚铁等杂质的工业硫酸铜制取纯净的氧化铜以探究其性质(1)制备氧化铜① 将工业硫酸铜加适
| (1)①取少量滤液于试管中,滴加少量KSCN溶液无现象,再加入少量新制的氯水,溶液呈红色,则证明溶液中含有Fe 2+ 离子。 ②2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + ==2Fe 3+ +2H 2 O ③干燥器 ; 4次 (2)CH 3 CH 2 OH ;CH 3 CH 2 OH+CuO CH 3 CHO+H 2 O+Cu |
(1)①亚铁离子具有还原性,能被氯气氧化为三价铁离子,铁离子遇到硫氰化钾显示红色,要检验亚铁离子,可以根据滴加少量KSCN溶液无现象,再加入少量新制的氯水,溶液呈红色来判断,故答案为:取少量滤液于试管中,滴加少量KSCN溶液无现象,再加入少量新制的氯水,溶液呈红色,则证明溶液中含有Fe2+离子;
②亚铁离子具有还原性,双氧水能将亚铁离子氧化,发生的反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
③在测定所得硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)x值的实验中,加热之后放在干燥器中冷却,称量操作至少进行4次,故答案为:放在干燥器中冷却; 4次;
(2)①铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮与水,随反应进行浓硝酸变稀,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,32.64g铜的物质的量为0.51mol,在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol,11.2L混合气体的物质的量为0.5mol
令NO和NO2的物质的量分别为xmol、ymol,则:x+y=0.5,3x+y=1.02,解得x=0.26、y=0.24,
NO的体积=0.26mol×22.4L/mol=5.824L≈5.8L,故答案为:5.8;
②加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,根据钠离子守恒有:n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5L×2.2mol/L=1.1mol,由N原子守恒可知:n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO和NO2)=1.1mol+0.5mol=1.6mol,故硝酸的物质的量浓度=16mol÷0.14L=11.4mol/L,
故答案为:11.4.
过滤(经过I之后得到溶液和固体,说明是固液分离,用过滤)
铁、铜(置换出的Cu、过量的Fe)
FeSO4、H2SO4(溶解Fe得到FeSO4,还有过量的H2SO4)
| ⑴①加适量水溶解,搅拌,过滤 ②使Fe 3+ 可全部转化为Fe(OH) 3 沉淀,而Cu 2+ 不会转化为Cu(OH) 2 沉淀。 ③将CuSO 4 ·5H 2 O溶液加热蒸发至有晶膜出现时 ,停止加热;受热均匀,温度易于控制在1000C以下。 ⑵①CuO可加快H 2 O 2 分解的反应速率,是H 2 O 2 分解反应的催化剂。 ②秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。 |
| (1)①加适量水溶解,搅拌,过滤 ③将CuSO 4 溶液加热蒸发至有晶体析出时,停止加热 (2)①CuO可加快H 2 O 2 分解的反应速率,是H 2 O 2 分解反应的催化剂 ②秒表或其他计时器 |
(2)从题意中不难看出,该实验是为了把硫酸亚铁溶液中混有的硫酸和硫酸铜除去,因此加入的过量的A应是金属铁,而加入过量铁的目的就是为了除尽铜离子和氢离子,故答案为:除尽铜离子和氢离子
(3)由于硫酸亚铁溶液和草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液发生复分解反应生成草酸亚铁沉淀,故答案为:
(NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH4)2SO4
(4)由于加热固体时会产生水蒸气,水蒸气冷凝导流可能会炸裂试管;由于草酸亚铁晶体加热分解时会生成一氧化碳,因此必须对尾气进行处理,防止没参与反应的一氧化碳排放到空气中污染空气;由于B处变蓝,说明有水生成;由于C处有白色沉淀,说明有二氧化碳生成;E处部分红棕色粉末变为黑色,说明有一氧化碳生成;故答案为:产生的水蒸气冷凝后倒流炸裂试管;G处尾气没有处理;可以将尾气点燃;H2O、CO2、CO
| (1)①加适量水溶解,搅拌、过滤 ②将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ;调节溶液的酸性,使Fe 3+ 水解全部转化为Fe(OH) 3 沉淀 ; ③冷却结晶 ;防止CuSO 4 ·5H 2 O晶体分解 (2)①CuO对H 2 O 2 的分解有催化作用 ②量筒、秒表(或计时器、手表) |
| (1)漏斗 (2)除尽铜离子和氢离子 (3)(NH 4 ) 2 C 2 O 4 +FeSO 4 ===FeC 2 O 4 ↓ +(NH 4 ) 2 SO 4 (4)试管口略向上倾斜,产生的水会回流使试管炸裂;G处尾气没有处理,可以将尾气点燃;H 2 O、CO 2 、CO |
| (1)①称量,加适量水溶解,搅拌,过滤 ②使Fe 3+ 可全部转化为Fe(OH) 3 沉淀,而Cu 2 + 不会转化为Cu(OH) 2 沉淀。 ③蒸发浓缩,冷却结晶 受热均匀,温度易于控制,且温度在100 0 C以下。 (2)①CuO对H 2 O 2 的分解有催化作用 ②秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒 |
| 略 |
(2)①加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②加H2O2已将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+只能存在于酸性溶液中,当溶液的pH大于1.4时,Fe3+开始水解生成沉淀,当溶液的pH等于3.7时,Fe3+已完全水解为沉淀,为防止生成Cu(OH),pH应小于6.0,故答案为:3.7~6.0;
(3)将CuSO4溶液加热蒸发至有晶体析出现时,即饱和状态,停止加热,冷却结晶,然后用水浴加热烘干就可得到CuSO4?5H2O晶体,注意温度不能过高,防止晶体分解,
故答案为:冷却结晶;防止CuSO4?5H2O晶体分解;
(4)加入FeCl3和CuSO4溶液,二者阴离子不同,不能排除阴离子的干扰,
故答案为:错误;根据控制变量的思想,所用溶液的阴离子不同,无法比较阳离子的催化效率.