Question

【題目】CuSO4 5H2O是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用。

(一)CuSO4·5H2O制取

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)，銅粉溶解時(shí)可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_____。

(2)根據(jù)反應(yīng)原理，硝酸與硫酸的理論配比（物質(zhì)的量之比）為______________________。

(3)步驟Ⅰ______________；步驟Ⅱ______________。

（二）膽礬中CuSO4·5H2O含量的測(cè)定

已知：CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4

(1)實(shí)驗(yàn)方案如下，并將步驟④補(bǔ)全：

①將12.500g膽礬樣品溶解，配成100mL溶液，取25mL于燒杯中；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氫氧化鈉溶液使Cu2+完全沉淀(不考慮其它副反應(yīng))；

③過濾，多余的氫氧化鈉溶液用0.5000mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用10.00mL鹽酸；

④___________________________

⑤數(shù)據(jù)處理。

(2)在滴定中，眼睛應(yīng)注視__________；滴定終點(diǎn)時(shí)，準(zhǔn)確讀數(shù)應(yīng)該是滴定管上________所對(duì)應(yīng)的刻度。

(3)就方案中數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則樣品CuSO4·5H2O中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。步驟③中沉淀未洗滌，導(dǎo)致結(jié)果______(填偏大、偏小、無影響)。

Answer 1

【答案】無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，溶液呈藍(lán)色 2:3 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 做平行實(shí)驗(yàn)1~2次 錐形瓶中溶液顏色變化 藍(lán)線粗細(xì)交接點(diǎn) 0.8 偏大

【解析】

(一)CuSO45H2O制取，Cu和稀硫酸不反應(yīng)，加入濃硝酸后，二者反應(yīng)生成銅離子、NO，加入足量稀硫酸，使硝酸完全轉(zhuǎn)化為NO，然后過濾得到硫酸銅溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后過濾得到CuSO45H2O晶體；

(二)(4)①將12.500g膽礬樣品溶解，配成100mL溶液，取25mL于燒杯中，目的是配制一定物質(zhì)的量濃度溶液；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氫氧化鈉溶液使Cu2+完全沉淀（不考慮其它副反應(yīng)），二者反應(yīng)方程式為CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4；

③過濾，多余的氫氧化鈉溶液用0.5000mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用10.00mL鹽酸，鹽酸消耗多余的HCl，反應(yīng)方程式為HCl+NaOH=NaCl+H2O；

④做平行實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差；

⑤數(shù)據(jù)處理．

(5)在滴定中，眼睛應(yīng)注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化；滴定終點(diǎn)時(shí)，準(zhǔn)確讀數(shù)應(yīng)該是滴定管上藍(lán)線粗細(xì)交接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的刻度；

(6)n(NaOH)=0.2500mol/L×0.1L=0.025mol，n(HCl)=0.5000mol/L×0.010L=0.005mol，根據(jù)HCl+NaOH=NaCl+H2O知，鹽酸消耗n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol，所以與硫酸銅反應(yīng)n(NaOH)=0.025mol-0.005mol=0.02mol，根據(jù)得CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4，n(CuSO4)=n(NaOH)=×0.02mol=0.01mol，100mL中硫酸銅的物質(zhì)的量=0.01mol×4=0.04mol，結(jié)合Cu原子守恒，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；步驟③中沉淀未洗滌，導(dǎo)致沉淀質(zhì)量增大，所以測(cè)定結(jié)果偏大。

(一) (1)Cu和稀硫酸不反應(yīng)，加入濃硝酸后，二者反應(yīng)生成銅離子、NO，NO不穩(wěn)定及易被氧化生成紅棕色二氧化氮?dú)怏w，所以看到的現(xiàn)象是無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，溶液呈藍(lán)色；

(2)離子反應(yīng)方程式為3Cu+2NO3+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，假設(shè)有2mol硝酸反應(yīng)，硝酸提供2mol氫離子，還有6mol氫離子被3mol硫酸提供，所以根據(jù)反應(yīng)原理，硝酸與硫酸的理論配比2:3；

(3)通過以上分析知，步驟I為蒸發(fā)濃縮、步驟II為冷卻結(jié)晶；

(二)(4)①將12.500g膽礬樣品溶解，配成100mL溶液，取25mL于燒杯中，目的是配制一定物質(zhì)的量濃度溶液；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氫氧化鈉溶液使Cu2+完全沉淀(不考慮其它副反應(yīng))，二者反應(yīng)方程式為CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4；

③過濾,多余的氫氧化鈉溶液用0.5000mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用10.00mL鹽酸，鹽酸消耗多余的HCl,反應(yīng)方程式為HCl+NaOH=NaCl+H2O；

④做平行實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差；

⑤數(shù)據(jù)處理，

通過以上分析知，該操作是作平行實(shí)驗(yàn)12次；

(5)在滴定中，眼睛應(yīng)注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化；滴定終點(diǎn)時(shí)，準(zhǔn)確讀數(shù)應(yīng)該是滴定管上藍(lán)線粗細(xì)交接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的刻度；

(6)n(NaOH)=0.2500mol/L×0.1L=0.025mol，n(HCl)=0.5000mol/L×0.010L=0.005mol，根據(jù)HCl+NaOH=NaCl+H2O知，鹽酸消耗n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol，所以與硫酸銅反應(yīng)n(NaOH)=0.025mol0.005mol=0.02mol，根據(jù)得CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4，n(CuSO4)=n(NaOH)=×0.02mol=0.01mol，100mL中硫酸銅的物質(zhì)的量=0.01mol×4=0.04mol,結(jié)合Cu原子守恒得m(CuSO45H2O)=n(CuSO45H2O) M(CuSO45H2O)=n(CuSO4)M(CuSO45H2O)=0.04mol×250g/mol=10.000g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=80%；步驟③中沉淀未洗滌，導(dǎo)致沉淀質(zhì)量增大，所以測(cè)定結(jié)果偏大。