18. 学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图,仪器A的名称为_______,装置B的作用为_______。
(2)铜与过量反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为_______;产生的气体为_______。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是_______。
(3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,mgX完全分解为ng黑色氧化物Y,。X的化学式为_______。
(4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,用标准溶液滴定,滴定终点时消耗
标准溶液15.00mL。(已知:
,
)标志滴定终点的现象是_______,粗品中X的相对含量为_______。
【答案】(1) ①. 具支试管 ②. 防倒吸
(2) ①. Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O ②. O2 ③. 既不是氧化剂,又不是还原剂
(3)CuO2 (4) ①. 溶液蓝色消失,且半分钟不恢复原来的颜色 ②. 72%
【解析】
【小问1详解】
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由图可知,仪器A的名称为具支试管;铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮,其中二氧化氮易溶于水,需要防倒吸,则装置B的作用为防倒吸;
【小问2详解】
根据实验现象,铜片溶解,溶液变蓝,可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应,生成硫酸铜,离子方程式为:Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O;硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气,则产生的气体为O2;在铜和过氧化氢的反应过程中,氢元素的化合价没有发生变化,故从氧化还原角度说明H+的作用是:既不是氧化剂,又不是还原剂;
【小问3详解】
在该反应中铜的质量m(Cu)=n×,因为
,则m(O)=
,则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为:
,则X为CuO2;
【小问4详解】
滴定结束的时候,单质碘消耗完,则标志滴定终点的现象是:溶液蓝色消失,且半分钟不恢复原来的颜色;在CuO2中铜为+2价,氧为-1价,根据,
,可以得到关系式:
,则n(CuO2)=
×0.1mol/L×0.015L=0.000375mol,粗品中X的相对含量为
。
编辑:小徐