题目内容
胆矾（CuSO4?5H2O）有广泛的用途．某研究性学习小组利用某次实验后的稀硫酸、稀硝酸混合液制备胆矾．实验流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作X为 ．
（2）NO需要回收利用，写出NO与空气、H2O反应生成硝酸的化学方程式 ．
（3）现有48g含CuO质量分数为20%的铜粉，与一定量的稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反应生成CuSO4．
①理论上生成胆矾的质量为多少？（写出计算过程）
②原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比为 ．
请回答下列问题：
（1）操作X为
（2）NO需要回收利用，写出NO与空气、H2O反应生成硝酸的化学方程式
（3）现有48g含CuO质量分数为20%的铜粉，与一定量的稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反应生成CuSO4．
①理论上生成胆矾的质量为多少？（写出计算过程）
②原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,化学方程式的有关计算
专题：实验设计题
分析：（1）铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液，如得到胆矾，应将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作，然后经过滤、洗涤、干燥可得到晶体；
（2）NO与空气、H2O反应生成硝酸，结合质量守恒平衡方程式．
（3）计算CuO、Cu的质量，结合铜元素质量守恒可计算CuSO4?5H2O的质量；结合反应的离子方程式计算原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比．
（2）NO与空气、H2O反应生成硝酸，结合质量守恒平衡方程式．
（3）计算CuO、Cu的质量，结合铜元素质量守恒可计算CuSO4?5H2O的质量；结合反应的离子方程式计算原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比．
解答：
解：（1）铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液，如得到胆矾，应将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作，然后经过滤、洗涤、干燥可得到晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）NO与空气、H2O反应生成硝酸，反应的方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故答案为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3；
（3）①n（CuO）=
=0.12mol，
n（Cu）=
=0.6mol，
n（CuSO4?5H2O）=0.12mol+0.6mol=0.72mol，
m（CuSO4?5H2O）=0.72mol×250g/mol=180g，
答：理论上生成胆矾的质量为180g；
②3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
n（HNO3）=
×2=0.4mol，
n（H2SO4）=n（CuSO4?5H2O）=0.72mol，
则n（H2SO4）：n（HNO3）=0.72mol：0.4mol=9：5，
故答案为：9：5．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）NO与空气、H2O反应生成硝酸，反应的方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故答案为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3；
（3）①n（CuO）=
| 48g×20% |
| 80g/mol |
n（Cu）=
| 48g(1-20%) |
| 64g/mol |
n（CuSO4?5H2O）=0.12mol+0.6mol=0.72mol，
m（CuSO4?5H2O）=0.72mol×250g/mol=180g，
答：理论上生成胆矾的质量为180g；
②3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
n（HNO3）=
| 0.6mol |
| 3 |
n（H2SO4）=n（CuSO4?5H2O）=0.72mol，
则n（H2SO4）：n（HNO3）=0.72mol：0.4mol=9：5，
故答案为：9：5．
点评：本题考查物质的分离、提纯的实验综合应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，主要把握实验的原理、操作方法以及守恒法应用于化学方程式的计算，难度中等．
练习册系列答案
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