問題詳情:
以下是利用主要成分爲Cu2S和Fe2O3的工業廢棄固體(其他成分不參與反應)製備有關物質,實驗流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)氣體X的化學式爲____。
(2)加入鐵粉時發生反應的離子方程式爲:2H++Fe=Fe2++H2↑、____。
(3)常溫下,固體D、O2和稀硫*混合後幾乎不反應,而加少量綠*後隨即發生反應。已知FeSO4對此反應起催化作用,則催化過程中反應的離子方程式爲4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、_____。
(4)除雜時需先加合適的氧化劑將Fe2+氧化爲Fe3+,再加試劑Y調節溶液pH以除去Fe3+,則氧化劑及試劑Y可以是____(填編號)。
a.H2O2、CuO b.HNO3、Cu(OH)2 c.KMnO4、CuCl2 d.漂白粉、CuCO3
(5)無水硫*銅受熱分解生成氧化銅和氣體,受熱溫度不同氣體可能爲SO3、SO2和O2中的一種、兩種或三種。現設計如下實驗測定產生的SO2、SO3和O2的物質的量,並計算各物質的化學計量數,從而確定CuSO4分解的化學方程式(已知實驗結束時,硫*銅完全分解)。
①儀器C的名稱是_____,儀器F的作用是____。
②組裝探究實驗的裝置,按從左至右的方向,各儀器接口連接順序爲:①→⑨→⑩→⑥→⑤→_____→ → → →②(填接口序號)。
③若某小組稱取6.4g無水CuSO4,實驗過程中裝置C增加的質量爲3.84g,量筒中水的體積折算成標準狀況下氣體體積224mL,請通過計算確定實驗條件下CuSO4分解的化學方程式:___。
【回答】
SO2 Fe+Cu2+=Fe2++Cu、2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ a 乾燥管 吸收SO3使之轉化爲H2SO4,釋放出SO2 ③④⑧⑦ 4CuSO44CuO+2SO2↑+2SO3↑+O2↑
【分析】
主要成分爲Cu2S和Fe2O3的工業廢棄固體灼燒得氧化銅和氧化鐵及二氧化硫氣體,所以X爲SO2,固體A爲氧化銅和氧化鐵的混合物,A中加入硫*溶解,再加入過量的鐵粉,得硫*亞鐵溶液和銅,過濾後得到溶液C爲FeSO4溶液,固體B爲鐵、銅的混合物,固體B中加入稀硫*得硫*亞鐵溶液和銅,所以固體D爲Cu,硫*亞鐵溶液蒸發濃縮、降溫結晶可得綠*晶體,銅與氧氣在稀硫*溶液中反應得硫*銅溶液,據此分析解答。
【詳解】
(1)根據上述分析可知氣體X爲SO2,故*爲:SO2;
(2)加入鐵粉時,鐵與*、鐵離子、銅離子都發生反應,反應的離子方程式爲2H++Fe=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+,故*爲:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)常溫下,FeSO4對銅、氧氣、稀硫*的反應起催化的過程中亞鐵離子先被氧化成鐵離子,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,鐵離子再氧化銅生成銅離子,反應的離子方程式爲Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,故*爲:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
(4)除雜時需先加合適的氧化劑將Fe2+氧化爲Fe3+,再加試劑Y調節溶液pH以除去Fe3+,爲了不引入新的雜質,加入的氧化劑可以爲H2O2,調節pH值的試劑Y可以爲CuO或Cu(OH)2或CuCO3,故選a;
(5)①根據裝置圖可知C的名稱是乾燥管,F中裝有亞硫***溶液,可以吸收三氧化硫,使之轉化爲硫*,併產生二氧化硫,故*爲:乾燥管;吸收SO3使之轉化爲H2SO4,釋放出SO2;
②無水硫*銅受熱分解生成氧化銅和氣體,受熱溫度不同氣體可能爲SO3、SO2和O2中的一種、兩種或三種。要測定產生的SO2、SO3和O2的物質的量,實驗時,根據反應裝置、洗氣裝置、乾燥裝置、收集裝置進行排序,A是製取氣體的發生裝置、B是量取生成氧氣的體積、C是吸收二氧化硫、D是乾燥氧氣和二氧化硫、E是排水法收集氧氣、F是吸收三氧化硫,需要先製取氣體、除去三氧化硫、乾燥氣體、吸收二氧化硫、收集氧氣、測量氧氣的體積,所以其排列順序爲①→⑨→⑩→⑥→⑤→③→④→⑧→⑦→②,故*爲:③④⑧⑦;
③6.4g無水CuSO4,其物質的量爲=0.04mol,裝置C增加的質量爲3.84g,即二氧化硫的質量爲3.84g,物質的量爲=0.06mol,量筒中水的體積折算成標準狀況下氣體體積224mL,即產生的氧氣的物質的量爲=0.01mol,每摩爾三氧化硫通過亞硫***溶液時產生2mol二氧化硫,設反應中產生三氧化硫爲xmol,反應中產生二氧化硫爲ymol,則有2x+y=0.06,x+y=0.04,解得:x=0.02,y=0.02,根據銅元素守恆生成的氧化銅的物質的量應爲0.04mol,所以反應中CuSO4、CuO、SO3、SO2、O2的物質的量之比爲0.04∶0.04∶0.02∶0.02∶0.01=4∶4∶2∶2∶1,所以反應的化學方程式爲4CuSO44CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑,故*爲:4CuSO4 4CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑。
知識點:鐵和鐵的化合物
題型:實驗,探究題