题目内容

已知胆矾在不同温度下可以逐步失去结晶水:

CuSO4·5H2OCuSO4·3H2OCuSO4·H2OCuSO4

某课外活动小组准备用浓硫酸和铜片为主要原料制取少量胆矾,其主要步骤有:①取少量铜片放在干燥的蒸发皿内,用酒精灯灼烧到其表面变黑为止;②向蒸发皿内加入一定量浓硫酸并加热,反应结束后发现有少量黑色固体及白色固体存在;③将上述冷却后的反应混合物用水稀释得蓝色溶液,白色固体消失,但仍有黑色固体存在;④向稀释后的所得溶液中加入过量碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],充分搅拌;⑤过滤,弃去不溶物;⑥将滤液转回洗净的蒸发皿内,用沸水浴缓缓加热蒸发,浓缩至表面有晶膜析出时为止,取下蒸发皿使溶液冷却,析出蓝色晶体。

(1)步骤⑤中要用到的玻璃仪器有_________________________________________________。

(2)步骤④中发生反应的离子方程式是____________________________________________。

(3)简述步骤③的具体操作方法:________________________________________________。

(4)下列叙述错误的是_____________

A.将铜片灼烧,可以减少浓硫酸的消耗量

B.用浓硫酸溶解灼烧后的铜片时,应在通风橱中进行

C.步骤②中得到的黑色固体是CuO

D.步骤②中得到的白色固体是CuSO4

E.步骤⑥中为加快蒸发速度,也可用酒精灯直接给蒸发皿加热

(1)漏斗、烧杯、玻璃棒

(2)Cu2(OH)2CO3+4H+====2Cu2++CO2↑+3H2O

(3)将反应混合物沿烧杯内壁倒入盛有适量水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌

(4)C、E

解析:本题主要考查了仪器的使用,化学实验基本操作、实验操作过程中注意的问题等知识点。

练习册系列答案
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(2009?广东)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂.
(1)Cu位于元素周期表第I B族.Cu2+的核外电子排布式为
[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9

(2)右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为
4
4

(3)胆矾CuSO4?5H2O可写成[Cu(H2O4)]SO4?H2O,其结构示意图如下:

下列说法正确的是
ABD
ABD
(填字母).
A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化
B.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH34]2+配离子.已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是
F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或者N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键.)
F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或者N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键.)

(5)Cu2O的熔点比Cu2S的
(填“高”或“低”),请解释原因
Cu2O与Cu2S相比,阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同,但O2-半径比S2-半径小,所以Cu2O的晶格能更大,熔点更高
Cu2O与Cu2S相比,阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同,但O2-半径比S2-半径小,所以Cu2O的晶格能更大,熔点更高
I.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4?5H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表.
温度(℃) 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是
Fe(OH)3
Fe(OH)3

(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O

(3)操作I的操作温度应该控制在
100
100
℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为
冷却结晶、过滤
冷却结晶、过滤
、洗涤、干燥;
(5)取样检验是为了确认Fe3+是否除净.有同学设计了以下两种方案,在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作:
方案一:取样于试管→滴加KSCN溶液;
方案二:径向层析→喷KSCN溶液
①你认为上述两种方案设计更合理的是
方案二
方案二

②指出你认为不合理的方案存在的问题
Cu2+的蓝色对检验有干扰
Cu2+的蓝色对检验有干扰

(6)反应产物中的NO可以循环使用,用化学方程式表示循环使用的方案
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4NO+3O2+H2O=4HNO3

II.(12分)复印机使用的墨粉主要成份是Fe3O4,图是氧化沉淀法生产Fe3O4的工艺:
已知:
①工业绿矾中FeSO4的含量为52.5%,其中的杂质不参与反应;
②Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4?4H2O
请回答下列问题:
(1)铁的常见氧化物有
FeO、Fe2O3、Fe3O4
FeO、Fe2O3、Fe3O4

(2)Fe3O4与盐酸反应的化学方程式是:
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
,检验反应后的溶液中含Fe3+的方法:
取待测液少许于试管中,加入适量的KSCN溶液,若溶液显血红色,则证明含Fe3+
取待测液少许于试管中,加入适量的KSCN溶液,若溶液显血红色,则证明含Fe3+

(3)在工艺流程中,通入适量空气“氧化”时的化学方程式是:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

(4)生产中可获得的副产品是
Na2SO4?10H2O
Na2SO4?10H2O
,提取该副产品的操作顺序是:
bcdae
bcdae
(填写序号)
a.过滤    b.加热浓缩    c.冷却    d.结晶    e.洗涤
(5)在生产过程中,若工业绿矾的投料速率是12.16kg/h,为使产品较纯,鼓入空气的速率应为
0.784
0.784
m3/h(假设反应在标准状态下进行,空气中O2占20%).

4、甲、乙、丙三位同学分别以铜屑为原料制取胆矾。

  (1)甲同学称取6.400g铜屑,置于烧杯中,加入98%浓H2SO4,加热到铜屑完全溶解为止,然后转移到另一仪器中,浓缩、结晶。

在上述实验过程中,用到仪器有___________(填写字母编号,多选扣分)。

a.托盘天平                                b.电子天平                        c.坩埚                                d.蒸发皿

  (2)乙同学认为甲实验方案不符合“绿色化学”的理念,主要理由是此________________________。

   乙同学设计如下实验方案:称取同质量铜屑放在敞口坩埚中灼烧,冷却后,加100ml某浓度稀H2SO4,使之充分反应,接下的实验操作与甲相同。若恰好反应,稀H2SO4的浓度(理论值)为_________mol/L

  (3)丙同学设计如下实验方案:称取同质量铜屑,放入烧杯中,加入与上述(2)相同浓度相同体积稀H2SO4,加热,并不断通入空气,使之充分反应,接下的实验操作与甲相同。

写出上述反应的化学方程式:___________________________________________。

丙同学的实验方案优点在于_____________(填写字母编号,多选扣分)。

a.制得的胆矾纯度高                b.耗酸少,无污染                        c.铜的转化率高

  (4)已知胆矾在不同加热温度下有不同产物生成:

丙同学将制得的25.00g胆矾加热,结果得到灰白色的固体10.00g。经推断可知,该固体组成成份和它们的物质的量__________________________________。

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