题目内容
胆矾（CuSO4?5H2O）是重要的化工原料，工业上用Cu与浓H2SO4、浓HNO3反应制备该物质，采取间歇加热、逐渐加入浓HNO3的方法来制备CuSO4?5H2O的新工艺．模拟制备装置如图所示，根据题意回答下列问题．
（1）如图1装置中，分液漏斗内装的液体是
（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4?5H2O中常常含有的杂质是一种硝酸盐，其化学式是
（3）用无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时，除了发现固体变蓝外，还发现该双氧水中有气泡产生，对此现象你的猜想是
（4）将0.80g CuSO4?5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图2所示．
①由图2中可以看出，CuSO4?5H2O分解的最低温度是
②试通过计算确定238℃时固体物质的化学式．（要计算过程）
③将CuSO4?5H2O固体加热到570℃分解后，得到的主要产物是黑色粉末、硫的最高价氧化物和水蒸气，该反应的化学方程式为
（1）如图1装置中，分液漏斗内装的液体是
浓硝酸
浓硝酸
（填“浓硝酸”或“浓硫酸”），该发应会产生有毒气体NO、NO2等，锥形瓶中液体可以吸收该气体，反应原理为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2（该物质化学名是亚硝酸钠
亚硝酸钠
）+H2O．该装置中搅拌器的作用是充分接触，加快反应速率
充分接触，加快反应速率
．反应所得产品在三颈烧瓶
三颈烧瓶
（填“三颈烧瓶”或“锥形瓶”）中．（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4?5H2O中常常含有的杂质是一种硝酸盐，其化学式是
Cu（NO3）2
Cu（NO3）2
，已知10℃、20℃时有关物质的溶解度为：CuSO4?5H2O（17.4g、20.7g）；该硝酸盐（95.3g、125.1g），提纯CuSO4?5H2O的实验操作是重结晶（或冷却结晶）
重结晶（或冷却结晶）
．（3）用无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时，除了发现固体变蓝外，还发现该双氧水中有气泡产生，对此现象你的猜想是
铜离子作催化剂，双氧水分解出氧气
铜离子作催化剂，双氧水分解出氧气
，检验该气体的实验操作是用带火星木条检验，看是否复燃
用带火星木条检验，看是否复燃
．（4）将0.80g CuSO4?5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图2所示．
①由图2中可以看出，CuSO4?5H2O分解的最低温度是
102℃
102℃
．②试通过计算确定238℃时固体物质的化学式．（要计算过程）
③将CuSO4?5H2O固体加热到570℃分解后，得到的主要产物是黑色粉末、硫的最高价氧化物和水蒸气，该反应的化学方程式为
CuSO4?5H2O
CuO+SO3↑+5H2O↑
| ||
CuSO4?5H2O
CuO+SO3↑+5H2O↑
．
| ||
分析：（1）由生成的物质可推断加入的物质，依据盐的化学式读法书写NaNO2的名称，依据搅拌器在反应时的作用，依据叙述可知所得的产品存在的装置；
（2）依据铜与硝酸也可以反应生成硝酸铜分析判断；依据硫酸铜晶体的溶解度随温度变化的情况，分析采用的方法；
（3）依据双氧水可以分解生成氧气的知识进行猜想并验证即可；
（4）由图象中物质的变化情况分析硫酸铜晶体分解的最低温度，依据238℃时固体物质的质量数据进行分析即可，依据信息中关于反应的叙述书写方程式即可；
（2）依据铜与硝酸也可以反应生成硝酸铜分析判断；依据硫酸铜晶体的溶解度随温度变化的情况，分析采用的方法；
（3）依据双氧水可以分解生成氧气的知识进行猜想并验证即可；
（4）由图象中物质的变化情况分析硫酸铜晶体分解的最低温度，依据238℃时固体物质的质量数据进行分析即可，依据信息中关于反应的叙述书写方程式即可；
解答：解：（1）由生成的物质有气体NO、NO2等可推断加入的物质是浓硝酸，依据盐的化学式读法可知NaNO2可知其化学名称为亚硝酸钠，在反应中搅拌器在反应时的作用是充分接触，加快反应速率，依据叙述可知所得的产品存在的装置应该是在三颈烧瓶中；
（2）因为铜与浓硝酸也可以反应生成硝酸铜，所以制取的硫酸铜晶体中常含有硝酸铜的杂质；因为硫酸铜晶体的溶解度随温度变化不明显，而硝酸铜的溶解度随温度变化很明显，所以采用重结晶法可提纯硫酸铜晶体；
（3）因为双氧水可以分解生成氧气，所以可猜想是铜离子起到了催化作用使双氧水分解生成了氧气，在检验是否是氧气时一般是采用带火星的木条看是否复燃完成；
（4）①由图象中的信息可知CuSO4?5H2O样品受热脱水过程中在102℃物质的质量开始变小，所以硫酸铜晶体分解的最低温度是102℃；
②解：设238℃时晶体化学式是CuSO4?xH2O
CuSO4?5H2O
CuSO4?xH2O+（5-x）H2O
250 160+18x
0.800g 0.570g
=
x=1
该晶体化学式是CuSO4?H2O．
③依据题中的信息可知产物是氧化铜、三氧化硫和水，所以化学方程式为：CuSO4?5H2O
CuO+SO3↑+5H2O↑；
故答案为：（1）浓硝酸；亚硝酸钠；充分接触，加快反应速率； 三颈烧瓶；
（2）Cu（NO3）2； 重结晶（或冷却结晶）；
（3）铜离子作催化剂，双氧水分解出氧气；用带火星木条检验，看是否复燃．
（4）①102℃； ②CuSO4?H2O；CuSO4?5H2O
CuO+SO3↑+5H2O↑；
（2）因为铜与浓硝酸也可以反应生成硝酸铜，所以制取的硫酸铜晶体中常含有硝酸铜的杂质；因为硫酸铜晶体的溶解度随温度变化不明显，而硝酸铜的溶解度随温度变化很明显，所以采用重结晶法可提纯硫酸铜晶体；
（3）因为双氧水可以分解生成氧气，所以可猜想是铜离子起到了催化作用使双氧水分解生成了氧气，在检验是否是氧气时一般是采用带火星的木条看是否复燃完成；
（4）①由图象中的信息可知CuSO4?5H2O样品受热脱水过程中在102℃物质的质量开始变小，所以硫酸铜晶体分解的最低温度是102℃；
②解：设238℃时晶体化学式是CuSO4?xH2O
CuSO4?5H2O
| ||
250 160+18x
0.800g 0.570g
| 250 |
| 160+18x |
| 0.800g |
| 0.570g |
x=1
该晶体化学式是CuSO4?H2O．
③依据题中的信息可知产物是氧化铜、三氧化硫和水，所以化学方程式为：CuSO4?5H2O
| ||
故答案为：（1）浓硝酸；亚硝酸钠；充分接触，加快反应速率； 三颈烧瓶；
（2）Cu（NO3）2； 重结晶（或冷却结晶）；
（3）铜离子作催化剂，双氧水分解出氧气；用带火星木条检验，看是否复燃．
（4）①102℃； ②CuSO4?H2O；CuSO4?5H2O
| ||
点评：本题对同学们熟悉的化学知识进行重组创新，将实验探究内容融合在其中，从原理分析、化学实验基本操作、实验计算等全方位考查同学们驾驭知识的能力．为此同学们在平时的实验学习中要精益求精，关注课本实验，理解实验的要求和目的，这对提升同学们的实验能力具有极大的益处．
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铜及其化合物是工业生产和日常生活中常用的物质，下面是对铜及其化合物的探究．问题一：硫酸铜溶液的配制
小明同学在实验室配制硫酸铜溶液时意外地发现有时会出现少量白色浑浊，对此，他和化学兴趣小组同学作出如下探究．
| 配置用水 | 有浑浊 | 有浑浊 |
| 自来水 | 无浑浊 | 有浑浊 |
| 市售纯净水 | 无浑浊 | 有浑浊 |
| 医用纯净水 | 无浑浊 | 无浑浊 |
| 试验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 饱和溶液 | 2 | 4 | 6 | 8 | 16 | 32 | 128 |
| 现 象 | 白色浑浊→澄清 | ||||||
（1）形成浑浊条件分析：小明分别作出如图1配制方式，并记录现象如下：
另外，他将配好的饱和且澄清的硫酸铜溶液滴入纯净水中有如上现象，在配制过程中形成白色浑浊的因素可能有
（2）白色浑浊成分分析．
[查阅资料]同学们上网查阅资料获知：此白色沉淀是一种名为碱式硫酸铜的物质，它可溶于酸，其有多种可能的组成，如Cu2（OH）2SO4、Cu3（OH）4SO4或Cu4（OH）6SO4等．为确定此次得到的白色沉淀究竟是哪种组成，小明设计实验如下：
[设计实验]称取5.16g白色沉淀，分成两等份：一份溶于足量的 中，向溶液中滴加足量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥，得2.33g白色固体；将另一份固体在空气中充分灼烧得到黑色固体1.60g．
[得出结论]通过计算确定该白色沉淀中Cu2+、OH-、SO42-的质量比为
问题二：氢氧化铜与葡萄糖反应产物的分析
利用新制氢氧化铜可以验证葡萄糖的存在．下面是三个研究性学习小组分别从不同层面对此实验开展的研究性学习活动：
Ⅰ．研究性学习小组甲对教材实验结论葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是Cu2O，提出质疑，他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜．为了确定红色沉淀的成分，开展了如下研究：
提出猜想：红色沉淀可能是
查阅资料：①氧化亚铜能与酸反应，得到+2价的铜离子和单质铜；②在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜；③铜能与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和一氧化氮．
设计方案：方案1：取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化；
方案2：取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣；
方案3：称取红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器里冷却，再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为b g，比较a、b关系；
你认为合理的方案是
Ⅱ．研究性学习小组乙针对小组甲的质疑，设计新的探究方案，装置如图2所示．
①通入氢气体积 ②反应前，红色沉淀+硬质玻璃管的总质量
③完全反应后，红色固体+硬质玻璃管的总质量 ④实验前，干燥管（含其中固体）质量
⑤硬质玻璃管质量 ⑥锌粒质量 ⑦稀硫酸中含溶质的量 ⑧实验后，干燥管（含其中固体）质量 （已知氢气在加热条件下能与金属氧化物发生置换反应，且假设反应能完全进行）
A．②④⑤⑧B．②③⑤C．①⑥⑦D．①②⑤
你认为需要测定上述
Ⅲ．研究性学习小组丙上网查阅得知，“2005年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家”．绿色化学强调对环境友好，实现零排放．“变废为宝”符合绿色化学要求．他们收集上述红色沉淀制备化学试剂--胆矾（CuSO4?5H2O）．他们设计了一个简单且符合绿色化学要求的实验方案：将红色固体反复灼烧后，用足量稀硫酸溶解，再将所得溶液蒸发结晶，减压过滤，用少量95%的酒精淋洗晶体，晾干或用滤纸吸干．晶体用酒精淋洗而不用水洗的好处是：
某企业是一家以生产电缆类产品为主的地方明星企业．在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．某化学兴趣小组的同学得知这一情况后，提出可以用含铜废料制备胆矾（CuSO4?5H2O）．
某实验小组欲用10克胆矾（CuSO4?5H2O）制取氧化铜并证明氧化铜能加快H2O2的分解．
Ⅰ．请你完成他们制取氧化铜的实验步骤．（提示：氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水）
（1）称取10克胆矾，将其放入小烧杯中，再 ．
（2）向步骤（1）中的烧杯内滴加一定量的 溶液，产生大量的沉淀．
（3）将步骤（2）所得混合物过滤、洗涤．
（4）检验滤液中是否含硫酸铜，操作方法是 ．
（5）检验步骤（3）固体残渣是否洗涤干净，操作方法是 ．
（6）将洗涤干净的固体残渣加热直至全部变为黑色的氧化铜．
Ⅱ．小明设计了右图实验装置来证明氧化铜能加快双氧水（溶质质量分数约5%）的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较（即比较反应速率）．用图示装置测量产生气体的体积，其它可能影响实验因素均已忽略，相关数据如下：
（1）从设计装置来看，有一个明显的缺陷，你认为如何纠正 ．
（2）从设计原理看，实验中的“待测数据”可以是指 ．
（3）实验时气体收集在图Ⅱ的球型漏斗中．若要保证读取的气体体积没有误差，在读数前应进行的操作是 ．若要检验产生的气体是氧气，应打开单孔橡皮塞， ．
（4）为探究CuO在实验②中是否起催化作用，除与①比较外，还需补做下列实验（不必写具体操作）：a．证明CuO的化学性质没有改变；b． ．
（5）如果三个实验中所用双氧水溶质质量分数不同，对实验结果 （选填“有”或“没有”）明显影响．
Ⅲ．（1）写出双氧水在氧化铜的催化作用下分解产生氧气的方程式 ．
（2）已知该双氧水中溶质质量分数为5%，若产生氧气0.16g，那实际消耗的过氧化氢溶液质量是多少？（要有计算过程）
Ⅰ．请你完成他们制取氧化铜的实验步骤．（提示：氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水）
（1）称取10克胆矾，将其放入小烧杯中，再
（2）向步骤（1）中的烧杯内滴加一定量的
（3）将步骤（2）所得混合物过滤、洗涤．
（4）检验滤液中是否含硫酸铜，操作方法是
（5）检验步骤（3）固体残渣是否洗涤干净，操作方法是
（6）将洗涤干净的固体残渣加热直至全部变为黑色的氧化铜．
Ⅱ．小明设计了右图实验装置来证明氧化铜能加快双氧水（溶质质量分数约5%）的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较（即比较反应速率）．用图示装置测量产生气体的体积，其它可能影响实验因素均已忽略，相关数据如下：| 序号 | 双氧水体积 | 催化剂 | 待测数据 |
| ① | 15mL | 无 | |
| ② | 15mL | CuO（0.5g） | |
| ③ | 15mL | MnO2（0.5g） |
（2）从设计原理看，实验中的“待测数据”可以是指
（3）实验时气体收集在图Ⅱ的球型漏斗中．若要保证读取的气体体积没有误差，在读数前应进行的操作是
（4）为探究CuO在实验②中是否起催化作用，除与①比较外，还需补做下列实验（不必写具体操作）：a．证明CuO的化学性质没有改变；b．
（5）如果三个实验中所用双氧水溶质质量分数不同，对实验结果
Ⅲ．（1）写出双氧水在氧化铜的催化作用下分解产生氧气的方程式
（2）已知该双氧水中溶质质量分数为5%，若产生氧气0.16g，那实际消耗的过氧化氢溶液质量是多少？（要有计算过程）
