Question

【題目】某學(xué)生欲配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，并探究硫酸銅的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室有兩種不同的試劑可供選用：① CuSO4·5H2O晶體；②16%的CuSO4溶液 (ρ＝2.3 g/mL)。回答下列問題：

（1）配制該硫酸銅溶液應(yīng)選用的玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還有________。

（2）若取用①來(lái)配置該硫酸銅溶液，需用托盤天平稱量_______g；若取用②來(lái)配置，所選用硫酸銅溶液的體積為_______mL。

（3）若取用②來(lái)配置，下列操作會(huì)使得所配硫酸銅溶液濃度偏低的是____（填編號(hào)）。

a.量取硫酸銅溶液的量筒未用蒸餾水洗滌 b.容量瓶中有少量水

c.定容搖勻時(shí)，液面下降又加水 d.定容時(shí)仰視刻度線

（4）取所配硫酸銅溶液，往其中加入BaCl2溶液，觀察有白色沉淀出現(xiàn)。如何證明所取溶液中的硫酸根離子沉淀完全？________。

（5）課堂上，老師演示了金屬鈉與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，大家都觀察到有藍(lán)色沉淀生成，用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋原因_________。個(gè)別較細(xì)心的同學(xué)還發(fā)現(xiàn)生成的藍(lán)色沉淀中混有少量黑色難溶物，而所使用的藥品均沒有問題，該黑色難溶物是________(填化學(xué)式)，猜測(cè)生成該黑色難溶物的原因是________。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶、膠頭滴管 5.0 8.7 cd 取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生則沉淀完全（或取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產(chǎn)生則原所取溶液中的沉淀完全） ， CuO 反應(yīng)放出的熱使分解生成了CuO

【解析】

(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應(yīng)選擇100mL容量瓶，依據(jù)溶液配制過程和實(shí)驗(yàn)操作分析回答；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應(yīng)選擇100mL容量瓶，依據(jù)m=cVM計(jì)算需要溶質(zhì)的質(zhì)量；依據(jù)c=計(jì)算濃硫酸銅的物質(zhì)的量濃度，依據(jù)溶液稀釋過程中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計(jì)算需要濃硫酸銅體積；
(3)分析操作對(duì)溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積的影響，依據(jù)c=進(jìn)行誤差分析，凡是使n偏小或者使V偏大的操作都能夠使溶液濃度偏低，反之使溶液濃度偏高，據(jù)此進(jìn)行判斷；
(4)依據(jù)硫酸根離子能夠與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀解答；
(5)鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)，先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)放出大量的熱，氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水。

：(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應(yīng)選擇100mL容量瓶，配制溶液需要用到的玻璃儀器是量筒量體積，燒杯溶解，用玻璃棒攪拌加快溶解，沿玻璃棒引流轉(zhuǎn)移溶液到100ml容量瓶中，最后用教頭滴管定容，所以還需的玻璃儀器是膠頭滴管、100mL容量瓶；故答案為：膠頭滴管、100mL容量瓶；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應(yīng)選擇100mL容量瓶，需要五水硫酸銅質(zhì)量為：0.1L×0.2mol/L×250g/mol=5.0g；16%的CuSO4溶液(ρ=2.3g/mL)物質(zhì)的量濃度為：=2.3mol/L，設(shè)需要濃硫酸銅溶液體積為V，則依據(jù)稀釋規(guī)律得：2.3mol/L×V=100mL×0.2mol/L，解得V=8.7mL；故答案為：5.0；8.7；
(3)a．量取硫酸銅溶液的量筒未用蒸餾水洗滌，操作正確，無(wú)影響，故a不選；
b．容量瓶中有少量水，對(duì)溶質(zhì)物質(zhì)的量和溶液體積都不產(chǎn)生影響，溶液濃度無(wú)影響，故b不選；
c．定容搖勻時(shí)，液面下降又加水，導(dǎo)致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故c選；
d．定容時(shí)仰視刻度線，導(dǎo)致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故d選；
故選：cd；
(4)證明溶液中的硫酸根離子沉淀完全，使用操作為：取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生則SO42－沉淀完全。(或取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產(chǎn)生則原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)
故答案為：取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生則SO42－沉淀完全。(或取反應(yīng)后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產(chǎn)生則原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)；
(5)鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)，先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；反應(yīng)放出大量的熱，氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀，方程式：2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水；故答案為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水。