分析 將粗氧化銅(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))溶于過量硫酸,發(fā)生的反應(yīng)有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,然后過濾,得到沉淀I為不溶于酸的雜質(zhì),溶液I中溶質(zhì)為FeSO4、CuSO4和H2SO4,向溶液I中加入X調(diào)節(jié)pH過濾,得到溶液B,向溶液B中加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)pH過濾,得到沉淀II,除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4,根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知,應(yīng)該先將FeSO4氧化為鐵鹽,為不引進(jìn)新的雜質(zhì),氧化劑X應(yīng)該為Cl2或H2O2,然后向溶液中加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH,所以沉淀II為Fe(OH)3,然后將溶液II蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuSO4•5H2O,最后在HCl氛圍中加熱CuSO4•5H2O得到CuSO4,
(1)稱量一定質(zhì)量的藥品用到托盤天平,本實(shí)驗(yàn)還有過濾和蒸發(fā)操作,沒用到分液、移液操作;
(2)物質(zhì)X應(yīng)選用能將FeSO4氧化為鐵鹽,同時(shí)不引進(jìn)新的雜質(zhì);
(3)控制溶液的pH在3.7~5.2之間,使Fe3+水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,而Cu2+不水解;
(4)由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體,經(jīng)過加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液,冷卻結(jié)晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體;
(5)應(yīng)稱量坩堝的質(zhì)量,坩堝和晶體的質(zhì)量,加熱后坩堝的質(zhì)量,加熱后再稱量一次坩堝的質(zhì)量,判斷質(zhì)量是否發(fā)生變化,共稱量4次;
a.溫度過高,會(huì)導(dǎo)致硫酸銅分解,質(zhì)量變化較大;
b.膽礬晶體的顆粒較大,會(huì)導(dǎo)致晶體解熱分解不完全,質(zhì)量變化偏;
c.在空氣中冷卻,會(huì)吸收空氣中的水重新形成晶體;
d.加熱膽礬晶體時(shí)有晶體從坩堝中濺出,會(huì)使結(jié)果偏大;
(6)膽礬中的銅元素來自樣品和調(diào)節(jié)pH時(shí)加入的氫氧化銅.
解答 解:將粗氧化銅(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))溶于過量硫酸,發(fā)生的反應(yīng)有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,然后過濾,得到沉淀I為不溶于酸的雜質(zhì),溶液I中溶質(zhì)為FeSO4、CuSO4和H2SO4,向溶液I中加入X調(diào)節(jié)pH過濾,得到溶液B,向溶液B中加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)pH過濾,得到沉淀II,除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4,根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知,應(yīng)該先將FeSO4氧化為鐵鹽,為不引進(jìn)新的雜質(zhì),氧化劑X應(yīng)該為Cl2或H2O2,然后向溶液中加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH,所以沉淀II為Fe(OH)3,然后將溶液II蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuSO4•5H2O,最后在HCl氛圍中加熱CuSO4•5H2O得到CuSO4,
(1)實(shí)驗(yàn)中用到的化學(xué)操作有稱量、過濾和蒸發(fā),沒有分液、移液操作,分液、移液用到的儀器有分液漏斗、滴定管等,
故答案為:bc;
(2)步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子,然后調(diào)節(jié)溶液的pH除去鐵離子,應(yīng)選用氧化劑且不引進(jìn)新的雜質(zhì),F(xiàn)e2+具有還原性,H2O2具有氧化性,二者在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,符合要求,氫氧化鈉無氧化性,鐵粉具有還原性,高錳酸鉀具有氧化性,但引入新的雜質(zhì),
故答案為:b;
(3)由上分析知選擇,因?yàn)槿雺A式碳酸銅或氧化銅后,不引入新的雜質(zhì),并可降低溶液中H+濃度,控制溶液的pH在3.7~5.2之間,使Fe3+水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,而Cu2+不水解,
故答案為:3.7≤pH<5.2;
(4)由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體,向溶液A中加入X調(diào)節(jié)pH過濾干燥后可得純凈的硫酸銅晶體,
故答案為:加熱濃縮、過濾;
(5)測定所得膽礬(CuSO4•xH2O)中結(jié)晶水x值,應(yīng)稱量坩堝的質(zhì)量,坩堝和晶體的質(zhì)量,加熱后坩堝的質(zhì)量,加熱后再稱量一次坩堝的質(zhì)量,判斷質(zhì)量是否在誤差允許范圍內(nèi)及兩次值是否相差不超過0.1g,共稱量4次,
a.加熱溫度過高,會(huì)導(dǎo)致硫酸銅分解,質(zhì)量變化較大,導(dǎo)致結(jié)果偏大,故a正確;
b.膽礬晶體的顆粒較大,會(huì)導(dǎo)致晶體解熱分解不完全,質(zhì)量變化偏小,結(jié)果偏小,故b錯(cuò)誤;
c.加熱后放在空氣中冷卻,會(huì)吸收空氣中的水重新形成晶體,結(jié)果偏小,故c錯(cuò)誤;
d.加熱過程中有晶體濺失,導(dǎo)致計(jì)算出的結(jié)晶水質(zhì)量偏大,計(jì)算出的結(jié)晶水?dāng)?shù)目偏高,故d正確;
故答案為:4;ad;
(6)向溶液中加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH,沉淀II為Fe(OH)3,所以膽礬中的銅元素不是都來自樣品,因此該小組一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果求出樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)錯(cuò)誤,
故答案為:調(diào)節(jié)pH時(shí)加入了氫氧化銅,膽礬中的銅元素不是都來自樣品.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定,涉及物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)基本操作,注意掌握測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的方法,理解和掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)原理是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題
A. | 所有的物質(zhì)中都含有化學(xué)鍵 | |
B. | 含有非極性鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物 | |
C. | 反應(yīng)物總能量低于生成物總能量的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) | |
D. | 由非金屬元素構(gòu)成的化合物一定是共價(jià)化合物 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 乙醇在濃硫酸存在的情況下與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng) | |
B. | 乙醇與金屬鈉反應(yīng) | |
C. | 乙醇在濃硫酸作用下的消去反應(yīng) | |
D. | 乙醇與O2的催化氧化反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 陽離子交換樹脂 | B. | 陰離子交換樹脂 | ||
C. | 陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂 | D. | 離子交換樹脂 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 形成酸雨的主要物質(zhì)是硫的氧化物和氮的氧化物 | |
B. | 海洋元素--溴的提取常用“空氣吹出法”,該制備方法中溴元素依次經(jīng)過被氧化、被還原、被氧化的三過程 | |
C. | 綠色化學(xué)的核心就是如何對被污染的環(huán)境進(jìn)行無毒無害的治理 | |
D. | 水華、赤潮等水體污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的 |
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