Question

（实验化学）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾．其设计的实验过程为：

（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于

c

上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用

e

，灼烧后的坩埚应放在

b

上，不能直接放在桌面上．
实验所用仪器：a．蒸发皿  b．石棉网   c．泥三角   d．表面皿   e．坩埚钳   f．试管夹
（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾．灼烧后含有少量铜的可能原因是

a、b

a．灼烧过程中部分氧化铜被还原      b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜    d．该条件下铜无法被氧气氧化
（3）通过途径 II实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、

蒸发

、冷却结晶、

过滤

、自然干燥．
（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径 I相比，途径 II有明显的两个优点是：

产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少

、

途径 II不会产生污染大气的气体

．
（5）在测定所得胆矾（CuSO₄?xH₂O）中结晶水x值的实验中：称量操作至少进行

4

次．
（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是

a

a．加热温度过高            b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却    d．胆矾晶体部分风化．

Answer 1

分析：（1）根据固体加热分析，用坩埚加热固体时应将坩埚放在泥三角上加热，加热时用坩埚钳夹持坩埚，加热后放在石棉网上冷却；
（2）根据氧化铜和铜的性质分析，铜在加热条件下易生成氧化铜，氧化铜稳定，难以分解；
（3）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体；
（4）途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体；
（5）应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否发生变化，共称量4次；
（6）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大；            
b．胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小；    
d．胆矾晶体部分风化，会使水的含量较小，结果偏小．

解答：解：（1）用坩埚加热固体时应将坩埚放在泥三角上加热，加热时用坩埚钳夹持坩埚，加热后放在石棉网上冷却，故答案为：c；e；b；    
（2）铜在加热条件下易生成氧化铜，氧化铜稳定，难以分解，故答案为：a、b；   
（3）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体，故答案为：蒸发；过滤；
（4）比较反应的两个途径，途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体，
故答案为：产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少；途径 II不会产生污染大气的气体；
（5）测定所得胆矾（CuSO₄?xH₂O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，共称量4次，
故答案为：4；
（6）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；            
b．胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，故b错误；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；    
d．胆矾晶体部分风化，会使水的含量较小，结果偏小，故d错误．
故答案为：a．

点评：本题考查硫酸铜晶体的制备方案设计，涉及化学实验基本操作，本题难度不大．