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高中二年级化学

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首页 高中二年级化学知识 热化学方程式 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 绿色化学 试题正文
  • 实验题
    “氢能”将是未来最理想的新能源。
    （1）实验测得，1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为：
    ___________________________
    A．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)； △H =-142.9 kJ·mol-1
    B．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)； △H =-285.8 kJ·mol-1
    C．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)； △H =-571.6kJ·mol-1
    D．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)； △H = -285.8kJ·mol-1
    （2）根据“绿色化学”的思想，为了制备H2，某化学家设计了下列反应步骤：
    ①CaBr2+H2OCaO+2HBr ②2HBr+HgHgBr2+H2
    ③HgBr2+CaOHgO+CaBr2④2HgO2Hg+O2↑
    你认为该方法的主要缺点是____________________________。
    （3）利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。

    请写出反应①的化学方程式：____________________；用法制取氢气最大的优点是：______________；
    （4）有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。请问你认为是否现实？__________（填“不现实”或“现实”），说明能够支持你的观点的两点理由：______________________；____________________。
    （5）实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾
    （ZnSO4·7H2O）。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾并探究其性质。制备皓矾的实验流程如下图所示。

    已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为：
    Fe(OH)3：2.7～3.7 Fe(OH)2：7.6～9.6 Zn(OH)2：5.7～8.0
    试回答下列问题：
    ①加入的试剂①，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等，应选用
    ______，其理由是____________。
    ②加入试剂的②，供选择使用的有：Zn粉、ZnO、Zn(OH)2、Zn2CO3、ZnSO4等，应选用____________，其理由是______________。
    ③在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是_____________________。
    本题信息：2010年0119竞赛题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 ““氢能”将是未来最理想的新能源。（1）实验测得，1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为：___________________________A．2H2...” 主要考查您对

热化学方程式

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

绿色化学

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  • 热化学方程式
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）
  • 绿色化学
热化学方程式：

1．定义表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
2．表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明厂化学反应中的能量变化。例如：：，表示在25℃、101kPa下，2molH2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molH2O(l)时要释放571．6kJ 的能量。
热化学反应方程式的书写：

热化学方程式与普通化学方程式相比，在书写时除厂要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下问题：
1．注意△H的符号和单位 △H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，△H为“-”；若为吸热反应，△H为“+”。△H的单位一般为kJ／moJ。
2．注意反应条件反衄热△H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。绝大多数△H是是25℃、101kPa下测定的，此条件下进行的反应可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用：l“，固体用“s”，溶液用“aq”。
4．注意热化学方程式的化学计量数
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反应热表示反应已完成时的热量变化，由于△H与反应完成的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，如果化学计量数加倍，则△H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
绿色化学：

 1．定义绿色化学是一门研究运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生，使所研究开发的化学产品和过程对环境更加友好的学科。
2．绿色化学的基本原则
(1)防治污染的产生优于治理产生的污染；
(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料，尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100％。
(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。
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