Question

某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质离子．某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜：

（1）操作1的名称为

 

．操作2用到的玻璃仪器有烧杯和

 

．
（2）“浸出”步骤中，为提高铜的浸出率，可采取的措施有

 

．
（3）比较操作2之前与操作3之后的溶液，说明两步骤主要目的是

 

．
（4）取少量所得溶液A，滴加

 

（填物质名称）溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe³⁺，检验溶液中还存在Fe²⁺的方法是

 

（注明试剂、现象）（不考虑除注明外的其它杂质干扰）．
（5）用滴定法测定CuSO₄?5H₂O的含量．取a g试样配成100mL溶液，取20.00mL用c mol/L 滴定剂（H₂Y^2-，滴定剂不与杂质反应）滴定至终点，消耗滴定剂bmL．滴定反应：Cu²⁺+H₂Y^2-CuY^2-+2H⁺．则CuSO₄?5H₂O质量分数的表达式是

 

．
（6）下列操作会导致CuSO₄?5H₂O含量的测定结果偏高的是

 

．
A．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中
B．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定
C．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,中和滴定

专题：实验题

分析：（1）操作Ⅰ是酸溶后分离固体和溶液，操作是过滤；操作II是分离互不相溶的液体，实验操作是分液，依据分液操作分析；
（2）根据加快化学反应速率的因素来回答；
（3）依据操作II、操作III得到的物质和实验目的，浸出-萃取法制备硫酸铜，水相和有机相为了除去杂质；
（4）亚铁离子能使高锰酸钾溶液褪色，但是铁离子不可以，铁离子遇到硫氰化钾显示红色，据此回答；
（5）计算n（Cu²⁺），可计算出CuSO₄?5H₂O的质量，进而计算质量分数；
（6）导致CuSO₄?5H₂O含量的测定结果偏高，应使滴定液的体积偏大．

解答： 解：（1）依据流程图分析操作Ⅰ是矿石酸溶后分离固体和液体的方法，实验操作是过滤；操作Ⅱ是加入有机物溶解铜的化合物且能和水分层，实验操作是分液，用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗等，故答案为：过滤；分液漏斗；
（2））“浸出”步骤中，为提高铜的浸出率，可以升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），故答案为：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）；
（3）利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液结晶得到硫酸铜晶体；操作II、操作III的主要目的是除去溶液中的杂质，故答案为：除去杂质、富集铜元素；
（4）亚铁离子能使高锰酸钾溶液褪色，但是铁离子不可以，铁离子遇到硫氰化钾显示红色，所以用硫氰化钾检验铁离子的存在，再取少量待测液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe²⁺，故答案为：硫氰化钾；另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe²⁺；
（5）20.00mLn（Cu²⁺）=n（H₂Y^2-）=bc×10^-3mol，
则ag试样中n（CuSO₄?5H₂O）=bc×10^-3mol×

100

20

=5bc×10^-3mol，
m（CuSO₄?5H₂O）=5bc×10^-3mol×250g/mol=1.25bcg，
则CuSO₄?5H₂O质量分数为

1.25bc

a

=

5bc

4a

，
故答案为：

5bc

4a

；
 （6）A．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中，对实验无影响，故A错误；
B．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定，会导致溶液浓度偏小，测定结果偏低，故B错误；
C．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失，会导致体积偏大，测定结果偏大，故C正确．
故答案为：C．

点评：本题综合考查物质的分离提纯知识，侧重于综合考查学生的实验能力和数据分析能力，注意把握实验原理和实验方法，题目难度中等．