下图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
(1)①中反应的化学方程式是 。其中铜发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,判断依据为 。
(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中挥发出的硫酸。加热一段时间后,③中溶液依然澄清,④中溶液褪色。想要立即终止铜与硫酸的反应,最恰当的方法是 。
a.上移铜丝,使其脱离硫酸 b.撤去酒精灯 c.拔去橡胶塞倒出硫酸
(3)反应停止后,待装置冷却,把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验:
加入试剂 | 现象 | 反应的离子方程式 | |
第一份 | 加入NaOH溶液 | 有白色沉淀生成 | ____________ |
第二份 | 加入氯水 | 有白色沉淀生成 | ____________ |
完成上述反应的离子方程式。
(4)④中棉花团的作用是 。
(5)上述实验结束后,发现①中试管内有少量白色固体出现,冷却后将试管中的物质缓缓倒入水中,溶液呈蓝色。取少量蓝色溶液于试管中,滴加NaOH溶液至过量,出现的现象是 。
【答案】(1)Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O;氧化;Cu失去电子生成了Cu2+;(2)a
(3)第一份:SO2 + 2OH- == SO32- + H2O ,Ba2+ + SO32- == BaSO3↓(或SO2 + 2OH- + Ba2+ == H2O + BaSO3↓) 第二份:SO2 + Cl2 + H2O == 4H+ + 2Cl- + SO42- ,Ba2+ + SO42- == BaSO4↓(SO2 + Cl2 + 2H2O + Ba2+ =
4H+ + 2Cl- + BaSO4↓);(4)吸收SO2尾气;(5)开始没有明显现象,后有蓝色沉淀生成。
【解析】
试题分析:(1)①中的反应是制备SO2,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O;根据反应方程式,Cu
由0价→+2价,化合价升高,失电子,Cu是还原剂被氧化,因此铜发生了氧化,判断的依据:Cu失去电
子生成了Cu2+;(2)①中铜丝是可以移动的,上移铜丝,铜丝不跟硫酸接触反应立即停止,a正确;b、撤去
酒精灯,试管温度还高,反应不会立即停止;c、拔去橡胶塞倒出硫酸,造成SO2跑出,发生危险,不可行
(3)SO2易溶于水,BaCl2溶液中溶解了一部分SO2,第一份中:加入NaOH溶液,发生:SO2 + 2OH- =SO32- +
H2O ,Ba2+ + SO32- =BaSO3↓;第二份中:SO2既具有氧化性也具有还原性,但以还原为主,Cl2具有强氧化
性,发生:SO2 + Cl2 + H2O =4H+ + 2Cl- + SO42- ,Ba2+ + SO42- =BaSO4↓;(4)④因为SO2有毒,如果跑出对
环境产生污染,必须除去,因此棉花的作用是除去SO2尾气;(5)铜只跟浓硫酸反应,不与稀硫酸反应,因
此硫酸剩余,当加入NaOH溶液时,先发生中和反应H++OH-=H2O,根据题意分析白色固体是CuSO4,
如果继续滴加NaOH溶液,发生:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,因此现象是开始无明显现象,后有蓝色沉淀生
成。
镁:
化学式Mg,它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一,原子结构示意图:。
氧化镁:
化学式MgO是镁的氧化物,一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中,是冶镁的原料。
氢氧化镁:
化学式Mg(OH)2,式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水,易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃),呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂,还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。
镁及其化合物的物理性质和化学性质:
物理性质 | 化学性质 | |
Mg | 银白色固体,密度1.738g﹒cm3-,熔点645℃,沸点1090℃,导电导热性较好,延展性较好 | ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时,容易失去最外层电子成为阳离子,表现还原性。 Mg-2e-==Mg2+ ②镁与非金属反应 O2+2Mg ![]() Cl2+Mg ![]() S+Mg ![]() 3Mg+N2 ![]() 说明在常温下,镁能与空气里的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,所以镁有抗腐蚀性。 ③镁与酸反应 2HCl+Mg==MgCl2+H2↑ 2H++Mg==Mg2++H2↑ 镁跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。 ④镁跟某些氧化物反应 2Mg+CO2 ![]() ⑤镁跟水反应 Mg+2H2O ![]() 说明:镁跟冷水反应非常缓慢. |
MgO | 白色固体,离子化合物,熔点为3073K,硬度(莫氏)为6.5,难溶于水的固体,熔点很高,是很好的耐火材料 | 典型的碱性氧化物,不能与水反应 |
Mg(OH)2 | 白色难溶于水的固体,其水溶液中c(OH-)很小,可以使酚酞溶液变成浅红色 Mg(OH)2(s) ![]() |
①可与酸反应生成盐和水,如Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O ②热稳定性差,受热容易分解 Mg(OH)2 ![]() |
工业制备镁:
电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应:Mg2++2e-==Mg
总反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2↑
说明氧化镁比氯化镁熔点高,为了降低能耗,工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。
氧化镁的应用:
氧化镁可用于染料,油漆,玻璃,化学试剂,医药,食品添加剂等方面,工业上利用MgO熔点高的特点,制造耐火材料。
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