14.CuSO4•5H2O是銅的重要化合物,有著廣泛的應(yīng)用.如圖是CuSO4•5H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖1.

根據(jù)題意完成下列填空:
(1)向含銅粉的稀硫酸中滴加少量濃硝酸(可加熱),在銅粉溶解時(shí)硝酸的作用:氧化劑.
(2)根據(jù)制備原理,銅恰好完全溶解時(shí),硝酸與硫酸的物質(zhì)的量之比為2:3(假設(shè)硝酸全部還原為NO).
(3)實(shí)驗(yàn)室需配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的CuSO4溶液480mL其密度為1.07g/mL,根據(jù)溶液的配制情況回答下列問(wèn)題:如圖2所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是ABC(填序號(hào)),在配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒(填儀器名稱(chēng)).根據(jù)計(jì)算用托盤(pán)天平稱(chēng)取CuSO4•5H2O的質(zhì)量為125.4g.
(4)將CuSO4•5H2O與NaHCO3按一定的比例共同投入到150ml沸水中,劇烈攪拌,冷卻后有綠色晶體析出,該晶體的化學(xué)組成為Cux(OH)y(CO3z•nH2O,實(shí)驗(yàn)所得的綠色晶體需充分洗滌,檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許與試管中,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則未洗凈,反之洗凈
為了確定晶體的化學(xué)式,某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
a.稱(chēng)取3.640g晶體,加入足量稀鹽酸使固體完全溶解,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體448.0mL
b.稱(chēng)取等質(zhì)量的晶體,灼燒至完全分解,得到2.400g殘余固體,通過(guò)計(jì)算確定晶體的化學(xué)式Cu3(OH)2(CO32•H2O或Cu(OH)2•2CuCO3•H2O.
(5)在0.10mol•L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢瑁袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成,當(dāng)溶液的pH=8時(shí),c(Cu2+)=2.2×10-8mol•L-1(Kap[Cu(OH)2]=2.2×10-20).若在0.1mol•L-1硫酸銅溶液中通入過(guò)量H2S氣體,使Cu2+完全沉淀為CuS,此時(shí)溶液中的H+濃度是0.2mol•L-1

分析 (1)向含銅粉的稀硫酸中滴加少量濃硝酸,反應(yīng)生成硫酸銅和NO、水,硝酸起氧化劑的作用;
(2)根據(jù)離子方程式分析計(jì)算;
(3)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的480mLCuSO4溶液,需要的儀器有500mL容量瓶,燒杯,膠頭滴管,玻璃棒,托盤(pán)天平,藥匙,計(jì)算密度為1.07g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的CuSO4溶液500mL中硫酸銅的物質(zhì)的量,再計(jì)算無(wú)水硫酸銅的質(zhì)量;
(4)將CuSO4•5H2O與NaHCO3按一定的比例共同投入到150ml沸水中,劇烈攪拌,冷卻后有綠色晶體析出,該晶體的化學(xué)組成為Cux(OH)y(CO3z•nH2O,析出的晶體表面有硫酸根離子,檢驗(yàn)是否洗滌干凈檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根即可;稱(chēng)取3.640g晶體,加入足量的稀鹽酸使固體完全溶解,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體448.0mL,即為0.02mol應(yīng)為二氧化碳?xì)怏w,由此可計(jì)算出碳酸根的物質(zhì)的量,取等質(zhì)量的晶體,灼燒至完全分解,得到2.400g殘余固體應(yīng)為氧化銅,由此計(jì)算出晶體中銅元素的質(zhì)量及物質(zhì)的量,根據(jù)電荷守恒可確定氫氧化根的物質(zhì)的量,再由總質(zhì)量及銅元素的質(zhì)量、碳酸根的質(zhì)量、氫氧根的質(zhì)量確定結(jié)晶水的質(zhì)量,進(jìn)而確定晶體的組成;
(5)根據(jù)溶度積常數(shù)及溶液中氫氧根離子濃度計(jì)算出c(Cu2+);
在0.1mol/L硫酸銅溶液中通入過(guò)量H2S氣體,硫酸根離子濃度為0.1mol/L,根據(jù)溶液的電中性計(jì)算H+濃度.

解答 解:(1)向含銅粉的稀硫酸中滴加少量濃硝酸,反應(yīng)生成硫酸銅和NO、水,硝酸起氧化劑的作用;
故答案為:氧化劑;
(2)向含銅粉的稀硫酸中滴加少量濃硝酸,反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化氮、水,其反應(yīng)的離子方程式為:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,反應(yīng)中消耗2molNO3-和8molH+,2mol硝酸提供2mol氫離子,則另外6mol氫離子由硫酸提供,所以需要的硫酸為3mol,則硝酸與硫酸的理論配比(物質(zhì)的量之比)為2:3;
故答案為:2:3;
(3)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的480mLCuSO4溶液,需要的儀器有500mL容量瓶,燒杯,膠頭滴管,玻璃棒,托盤(pán)天平,藥匙,
密度為1.07g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的CuSO4溶液500mL中,m(CuSO4)=500×1.07×15%g=80.25g,則用托盤(pán)天平稱(chēng)取CuSO4•5H2O的質(zhì)量為$\frac{80.25×250}{160}g$=125.4g;
故答案為:ABC;燒杯、玻璃棒;125.4;
(4)①將CuSO4•5H2O與NaHCO3按一定的比例反應(yīng)得到綠色晶體,所以綠色晶體析出的時(shí)候表面應(yīng)有硫酸根離子,可以通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子判斷是否洗滌干凈,檢驗(yàn)的方法是取最后一次洗滌液少許與試管中,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則未洗凈,反之洗凈;
由題意可知:n(CO32-)=n(CO2)=0.448L∕22.4mol•L-1=0.02 mol,
灼燒最終得到的固體是CuO,
n(Cu2+)=n(CuO)=2.400 g/80 g•mol-1=0.03 mol,
根據(jù)電荷守恒:n(Cu2+)×2=n(OH-)+n(CO32-)×2,
所以n(OH-)=n(Cu2+)×2-n(CO32-)×2=0.03 mol×2-0.02 mol×2=0.02 mol
n(H2O)=(3.640g-0.03mol×64g•mol-1-0.02mol×17g•mol-1-0.02mol×60g•mol-1)/18g•mol-1=0.01mol
所以x:y:z:n=0.03mol:0.02mol:0.02mol:0.01mol=3:2:2:1,則晶體的化學(xué)式為Cu3(OH)2(CO32•H2O或Cu(OH)2•2CuCO3•H2O;
故答案為:取最后一次洗滌液少許與試管中,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則未洗凈,反之洗凈;Cu3(OH)2(CO32•H2O或Cu(OH)2•2CuCO3•H2O;
(5)根據(jù)題給Cu(OH)2的溶度積即可確定pH=8時(shí),c(OH-)=10-6mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,則:c(Cu2+)=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1×1{0}^{-6})^{2}}$=2.2×10-8mol•L-1
在0.1mol•L-1硫酸銅溶液中通入過(guò)量H2S氣體,使Cu2+完全沉淀為CuS,此時(shí)溶液中的溶質(zhì)為硫酸,c(SO42-)不變,為0.1mol•L-1,由電荷守恒可知c(H+)為0.2mol•L-1;
故答案為:2.2×10-8;0.2.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備、溶液配制、物質(zhì)化學(xué)式的確定、溶度積及其計(jì)算等知識(shí),題目難度較大,側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和計(jì)算能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.若乙為淡黃色沉淀,則甲中可能含有FeBr3
C.若乙為淡黃色沉淀,則甲中可能含有S2-
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請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)D的化學(xué)式為H2O.
(2)G的電子式為
(3)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(4)寫(xiě)出反應(yīng)②的離子方程式Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+

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9.下列用品的主要成分及其用途對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是(  )
ABCD
用品

主要成分Si3N4Al(OH)3SiFe2O3
用途制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)抗酸藥光導(dǎo)纖維涂料
A.AB.BC.CD.D

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19.下列方程式書(shū)寫(xiě)正確的有( 。
①向NaAlO2溶液中通入過(guò)量的CO2:2AlO2-+3H2O+CO2═2Al(OH)3↓+CO32-
②向酸性KMnO4溶液中滴加適量H2C2O4溶液,原溶液紫色褪去:2MnO4-+5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+2H2O+6OH-
③碳酸的電離方程式:H2CO3?2H++CO32-
④NaClO溶液中CIO-的水解:ClO-+H2O═HClO+OH-
⑤酸性條件下,用H2O2將I-氧化為I2:H2O2+2I-+2H+═I2+2H2O
⑥向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:H++SO42-+Ba2++OH-═BaSO4↓+H2O.
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)

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6.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖.下列關(guān)于該有機(jī)物敘述正確的是( 。
A.分子式為C9H11O5
B.可以分別與乙醇、乙酸在一定條件下反應(yīng),且反應(yīng)類(lèi)型相同
C.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且褪色原理相同
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