Question

16．CuSO₄•5H₂O是铜的重要化合物，有着广泛的应用．以下是CuSO₄•5H₂O的实验室制备流程圈．

根据题意完成下列填空：
（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸（可加热），在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：产生无色气体与空气变为红棕色、溶液呈蓝色．
（2）根据反应原理，硝酸与硫酸的理论配比（物质的量之比）为2：3．
（3）已知：CuSO₄+2NaOH→Cu（OH）₂+Na₂SO₄称取0.1000g提纯后的CuSO₄?5H₂O试样于锥形瓶中，加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16mL，则0.1000g该试样中含CuSO₄•5H₂O0.098g．
（4）在滴定中，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化；滴定终点时，准确读数应该是滴定管上蓝线粗细交界点所对应的刻度．
（5）若上述滴定操作中，滴定管加盐酸之前未进行润洗，则测得试样中所含CuSO₄•5H₂O的质量偏小（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
（6）如果l.040g提纯后的试样中含CuSO₄•5H₂O的准确值为1.015g，而实验测定结果是1.000g，测定的相对误差为-1.48%．

Answer 1

分析 （1）向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸，反应生成硫酸铜和NO、水；
（2）根据离子方程式分析计算；
（3）CuSO₄和NaOH溶液反应方程式为CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和HCl反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H₂O，根据NaOH+HCl=NaCl+H₂O计算参加反应的NaOH的物质的量，再根据CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄计算硫酸铜的物质的量，根据Cu原子守恒计算胆矾质量；
（4）滴定时要观察锥形瓶中颜色；根据滴定管的正确读数方法解答；
（5）滴定管未润洗，则盐酸的浓度减小，消耗的盐酸的体积偏大，计算出与盐酸反应的NaOH偏多，则与硫酸铜反应的NaOH偏少；
（6）相对误差为相对值除以准确值．

解答 解：（1）Cu与稀硫酸不反应，加入少量浓硝酸后，则溶液中存在稀硝酸，Cu与稀硝酸反应生成NO、硝酸铜、水，NO与氧气反应生成红棕色二氧化氮，所以会看到先生成无色气体，后变为红棕色，溶液变蓝色，
故答案为：产生无色气体与空气变为红棕色、溶液呈蓝色；
（2）向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸，反应生成硫酸铜和二氧化氮、水，其反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反应中消耗2molNO₃^-和8molH⁺，2mol硝酸提供2mol氢离子，则另外6mol氢离子由硫酸提供，所以需要的硫酸为3mol，则硝酸与硫酸的理论配比（物质的量之比）为2：3，
故答案为：2：3；
（3）CuSO₄和NaOH溶液反应方程式为CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，剩余的NaOH和H₂SO₄反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
参加该反应的n（NaOH）=n（HCl）=0.1000mol/L×0.02016L=0.002016mol，和CuSO₄反应的n（NaOH）=0.1000mol/L×0.028L-0.002016mol=0.000784mol，根据CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄知，n（CuSO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.000784mol=0.000392mol，根据Cu原子守恒得n（CuSO₄）=n（CuSO₄•5H₂O）=0.000392mol，胆矾的质量=250g/mol×0.000392mol=0.098g，
故答案为：0.098；
（4）滴定时要观察锥形瓶中颜色变化；在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线的粗细交界点对应的刻度线，
故答案为：锥形瓶中溶液颜色变化；粗细交界点；
（5）滴定管未润洗，则盐酸的浓度减小，消耗的盐酸的体积偏大，计算出与盐酸反应的NaOH偏多，则与硫酸铜反应的NaOH偏少；而n（CuSO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH），所以计算得到的硫酸铜偏少，即测得试样中所含CuSO₄?5H₂O的质量偏小，
故答案为：偏小；
（6）相对误差为 $\frac{1.000g-1.015g}{1.015g}$×100%=-1.48%，故答案为：-1.48%．

点评 本题考查了物质含量的测定、实验现象等观察、物质的提纯、中和滴定、实验过程设计及有关计算，注意滴定管的使用，以及相对误差的计算方法，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力．