问题 实验题

一学习小组利用下图所示装置,对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定,并探究利用其制备硫酸铜溶液。

(1)向A中加入10g废铜屑样品,关闭弹簧夹,打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。①此时装置C中产生的现象是                                               。    

②反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体,则该废铜屑中铜的质量百分含量为           

(2)接下来使Cu完全溶解的操作是:

① 拆除C、D装置后,打开弹簧夹

②____________________________________________________________________

(3)为使A中固体加快溶解速率,以下方法运用合理的是            

a.对A装置加热;b.向A内加入少量Fe2O3;c.向A内加入少量CuO;d.增大空气通入量;e.向A内加入少量FeSO4;f.向A内加入少量H2O

(4)将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁元素被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液。

①此过程的离子反应方程式是                                                       

②检验溶液中铁元素是否被完全沉淀最好的方法是___________

a.取样于试管→滴加KSCN溶液

b.取样于试管→滴加酸性KMnO4溶液

c.取样于试管→纸上层析后→ 喷KSCN溶液;

(5)有同学认为,可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量,其具体操作步骤可续写为:             

答案

(1)①水面下降,水顺长导管排入D中 (2分) ②88.8% (2分)

(2)②持续将空气通入A中,至A中固体全部消失,(2分)再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气。(2分)

(3)a b d e  (2分)

(4)①Cu2(OH)2CO3 + H+ + Fe3+ = 2Cu2+ + Fe(OH)3↓ + CO2↑(2分)   ②c (2分)

(5)将(4)中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算(2分)

题目分析:(1)①A中的废铜屑含有铁加入稀硫酸反应生成氢气,装置C是排水量气装置,现象是C中液面下降,水被排到D中;

②10g废铜屑样品,反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体为氢气物质的量为0.02mol,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铁物质的量为0.02mol,质量为0.02mol×56g/mol=1.12g,该废铜屑中铜的质量百分含量=(10g−1.12g)/10g×100%=88.8%;

(2)拆除C、D装置后,打开弹簧夹,持续将空气通入A中,铁和硫酸反应生成的亚硫酸亚铁会被空气中的氧气氧化为硫酸铁,铁离子具有氧化性能氧化溶解铜,至A中固体全部;消失反应的离子方程式为:4Fe2++O+4H+=4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气.

(3)为使A中固体加快溶解速率:

a.对A装置加热,会加快反应速率,故a正确;

b.向A内加入少量Fe2O3,溶解后自动铁离子浓度会提高溶解铜的反应速率,故b正确;

c.向A内加入少量CuO,和硫酸反应不能加快溶解速率,故c错误;

d.增大空气通入量,自动氧气浓度可以提高反应速率,故d正确;

e.向A内加入少量FeSO4,增大了亚铁离子浓度能加快反应速率,故e正确;

f.向A内加入少量H2O,稀释溶液浓度,反应速率减小,故f错误;

故选abde;

(4)①将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液,此过程离子反应方程式是:

Cu2(OH)2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe(OH)3↓+CO2

②因为前面铁元素都是Fe3+ ,所以要检验是否被完全沉淀,可以加入KSCN溶液进行检验,若,没有红色现象则说明铁元素被沉淀完全。

(5)不用测量气体法,可以依据沉淀方法,测定沉淀氢氧化铁质量,计算铁元素质量,得到铜的质量,计算废铜屑中铜的质量百分含量,沉淀实验方法为:得到的氢氧化铁沉淀洗涤、干燥、称量、计算.

问答题
单项选择题