以锌铜合金的废料为原料制备硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)的部分工艺流程如图所示:(1)酸溶时.铜转化为Cu2+的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.锌铜合金要剪成碎片且反应过程要不断搅拌.其目的是增大接触面积(或使反应充分或加快反应速率)．(2)为使酸溶后的溶液中不含NO3-.配制混酸稀溶液时.应控制硫酸与硝酸的物质� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

4．以锌铜合金的废料为原料制备硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）的部分工艺流程如图所示：

（1）酸溶时，铜转化为Cu²⁺的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，锌铜合金要剪成碎片且反应过程要不断搅拌，其目的是增大接触面积（或使反应充分或加快反应速率）．
（2）为使酸溶后的溶液中不含NO₃^-，配制混酸稀溶液时，应控制硫酸与硝酸的物质的量之比不小于3：2．
（3）“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）测定除锌后的溶液中Cu²⁺离子浓度的方法为：准确量取V₁mL除锌后的溶液于锥形瓶中，调节pH=3～4，加入过量KI，充分反应后，滴加2滴淀粉溶液，再慢慢滴加c mol/L Na₂S₂O₃标准溶液至恰好完全反应，消耗Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL．
已知：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂ 2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
①“恰好反应”时溶液的颜色变化为蓝色变为无色．
②Cu²⁺离子的物质的量浓度为$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$ mol/L（用V₁、V₂、c表示）．
③若除锌后的溶液中仍含有NO₃^-离子，则测定结果会偏大（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．

分析根据题中流程可知，锌铜合金溶于硝酸、硫酸有混合物，硝酸根被还原为氮的氧化物，锌铜被硝酸根氧成铜离子和锌离子，除去锌离子后，将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得硫酸铜晶体，
（1）根据电荷守恒和元素守恒写离子方程式，一定量的物质，颗粒越小，表面积越大，可使反应速率增大，搅拌也可增大反应速率；
（2）使酸溶后的溶液中不含NO₃^-，则应使NO₃^-全部作氧化剂；
（3）根据从溶液中获得CuSO₄•5H₂O晶体，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸铜晶体；
（4）①“恰好反应”时即溶液中的I₂恰好与Na₂S₂O₃完全反应；
②根据反应中的各物质之间的关系可计算出Cu²⁺离子的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算浓度；
③NO₃^-离子具有氧化性，可与S₂O₃^2-反应．

解答解：根据题中流程可知，锌铜合金溶于硝酸、硫酸有混合物，硝酸根被还原为氮的氧化物，锌铜被硝酸根氧成铜离子和锌离子，除去锌离子后，将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得硫酸铜晶体，
（1）酸溶时，铜转化为Cu²⁺的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，一定量的物质，颗粒越小，表面积越大，可使反应速率增大，搅拌也可增大反应速率，所以锌铜合金要剪成碎片且反应过程要不断搅拌，其目的是增大接触面积（或使反应充分或加快反应速率），
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；增大接触面积（或使反应充分或加快反应速率）；
（2）使酸溶后的溶液中不含NO₃^-，应使NO₃^-全部作氧化剂，根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，当硝酸的物质的量为2mol时，则要硫酸为3mol，所以硫酸与硝酸的物质的量之比不小于3：2，
故答案为：3：2；
（3）根据从溶液中获得CuSO₄•5H₂O晶体，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）①“恰好反应”时即溶液中的I₂恰好与Na₂S₂O₃完全反应，此时溶液的颜色变化为蓝色变为无色，
故答案为：蓝色变为无色；
②根据反应2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，2Cu²⁺～I₂～2S₂O₃^2-，所以Cu²⁺离子的物质的量与S₂O₃^2-的物质的量相等，为cV₂×10^-3 mol，根据c=$\frac{n}{V}$可知，Cu²⁺离子的物质的量浓度为$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol/L，
故答案为：$\frac{c{V}_{2}}{{V}_{1}}$；
③NO₃^-离子具有氧化性，可与S₂O₃^2-反应，实验中用去的S₂O₃^2-的物质的量增大，即V₂偏大，则Cu²⁺离子的物质的量浓度也偏大，
故答案为：偏大．

点评本题考查物质的制备及含量的测定，侧重于学生实验能力和分析能力的考查，为高考常见题型，注意（4）题，利用关系式法解答，题目难度中等．

练习册系列答案

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14．N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

	A．	80g CuO和Cu₂S的混合物含有铜原子数一定为N_A
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19．现有一定量的Cu和CuO混合物，向其中加入0.6L 2.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48L NO（标准状况）．向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液，恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得32.0g固体．（忽略溶液的体积变化）．
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9．下列每组中两种物质反应时，无论哪种过量都可用同一离子方程式表示的是（　　）

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16．下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（　　）

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13．类比推理的方法是化学学习与研究中有广泛的应用，但有时会得出错误的结论，以下几种类比推理结论中正确的是（　　）

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	D．	CO₂通入Ba（NO₃）₂溶液中无沉淀生成，推出SO₂通入Ba（NO₃）₂溶液中无沉淀生成

4．某同学做元素周期律性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表（记录现象时随手记在纸片上，不对应，需整理）：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应再向反应液中滴加酚酞	A．浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动随之消失，溶液变成红色
②向新制的H₂S饱和溶液中滴加新制的氯水	B．产生大量气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	C．反应不十分剧烈，产生气体可以在空气中燃烧
④镁带与2mol•L^-1的盐酸反应	D．剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧
⑤铝条与2mol•L^-1的盐酸反应	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠	F．生成淡黄色沉淀

请帮助该同学整理并完成实验报告．
（1）实验目的：验证Na、Mg、Al、S、Cl元素从左到右金属性依次减弱、非金属性依次增强的规律．
（2）实验用品：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管．
（3）实验内容：

实验方案（填序号）	实验现象（填序号）	有关化学方程式

（4）实验结论：同周期元素随原子序数增大，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强．
（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因同周期元素，随原子序数增大，原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强，原子失去电子的能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强．

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