题目内容
铜是一种有色金属与人类关系非常密切．铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用．某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究，研究的问题和过程如下：
（1）为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：
向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子化学方程式为 ；由此可知，在酸性溶液中，+2价Cu比+1价Cu更 （填“稳定”或“不稳定”）．
（2）硫酸铜是一种应用广泛的化工原料，实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾（CuSO4?5H2O），其中一种流程如图：
①杂铜（含少量有机物）灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜，原因可能是 （填字母代号）．
a．该条件下铜无法被氧气氧化
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．灼烧过程中部分氧化铜被还原
②若将杂铜换为纯净的铜粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe2（SO4）3溶液，不断通入氧气．反应完全后向其中加入过量 （填化学式，下同），调节pH至 ，生成沉淀 ，过滤得硫酸铜溶液．已知：
（3）通过下述图1装置也可制取硫酸铜溶液（已知：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O）．烧瓶内发生反应的化学方程式为 ；图2是图1的改进装置，其优点有① ，② ．
（4）为测定CuSO4?5H2O晶体的纯度，进行下列实验：取a g试样配成l00mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用b mol?L-1EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+（离子方程式为Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+），滴定至终点，平均消耗EDTA溶液l2.00mL．（常温时，5%的Na2H2Y水溶液，其pH为4-6．）①CuSO4?5H2O晶体的纯度是 ．
②下列滴定方式中，最合理的是如图3（夹持部分略去） （填序号）．
（1）为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：
向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子化学方程式为
（2）硫酸铜是一种应用广泛的化工原料，实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾（CuSO4?5H2O），其中一种流程如图：
①杂铜（含少量有机物）灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜，原因可能是
a．该条件下铜无法被氧气氧化
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．灼烧过程中部分氧化铜被还原
②若将杂铜换为纯净的铜粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe2（SO4）3溶液，不断通入氧气．反应完全后向其中加入过量
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
| Fe3+ | 2.7[ | 3.7 |
| Fe2+ | 7.6 | 9.6 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
（3）通过下述图1装置也可制取硫酸铜溶液（已知：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O）．烧瓶内发生反应的化学方程式为
（4）为测定CuSO4?5H2O晶体的纯度，进行下列实验：取a g试样配成l00mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用b mol?L-1EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+（离子方程式为Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+），滴定至终点，平均消耗EDTA溶液l2.00mL．（常温时，5%的Na2H2Y水溶液，其pH为4-6．）①CuSO4?5H2O晶体的纯度是
②下列滴定方式中，最合理的是如图3（夹持部分略去）
考点：铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：
分析：（1）物质由不稳定物质转化为稳定物质的倾向，所以在酸性溶液中，+1价Cu比+2价Cu更不稳定；
（2）①铜能被部分有机物还原；
②加入氯化铁溶液和稀硫酸溶解后，通入氧气氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜或碳酸铜调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀；调节溶液PH，加入的物质能和溶液中氢离子反应，从而提高溶液PH，但不能引入新的杂质；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，在硫酸溶液中会和铜反应生成硫酸铜；图2装置能防止倒吸且有毒气体能完全被吸收；
（4）①根据反应方程式及滴定数据计算出硫酸铜的物质的量，再计算出硫酸铜晶体的质量分数；
②EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+，则EDTA盛放在酸式滴定管中．
（2）①铜能被部分有机物还原；
②加入氯化铁溶液和稀硫酸溶解后，通入氧气氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜或碳酸铜调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀；调节溶液PH，加入的物质能和溶液中氢离子反应，从而提高溶液PH，但不能引入新的杂质；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，在硫酸溶液中会和铜反应生成硫酸铜；图2装置能防止倒吸且有毒气体能完全被吸收；
（4）①根据反应方程式及滴定数据计算出硫酸铜的物质的量，再计算出硫酸铜晶体的质量分数；
②EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+，则EDTA盛放在酸式滴定管中．
解答：
解：（1）向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，这说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成的是硫酸铜、水和单质铜，因此该反应的离子化学方程式为：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O，这说明在酸性溶液中，+1价Cu比+2价Cu更不稳定，
故答案为：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O；稳定；
（2）①a．加热条件下铜易被氧气氧化，故a错误；
b．灼烧不充分．铜未被完全氧化导致含有铜单质，故b正确；
c．氧化铜在加热过程中不会分解生成铜，故c错误；
d．灼烧过程中部分氧化铜被有机物还原生成铜单质，故d正确；
故选bd；
②若将杂铜换为纯净的铜粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe2（SO4）3溶液，不断通入氧气氧化亚铁离子为铁离子，除杂的原则，保证不引入杂质，加入氧化铜或碱式碳酸铜都能和酸反应从而调节溶液PH，3.7～4.7；且不引进新的杂质，铁离子生成氢氧化铁沉淀，从而得到纯净的硫酸铜晶体，
故答案为：CuO； 3.7～4.7；Fe（OH）3；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，加入硫酸会提供氢离子和硝酸根离子形成硝酸溶液氧化铜反应最后生成硫酸铜溶液，二氧化氮或一氧化氮，反应的化学方程式为：Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O，3Cu+3 H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
图2装置中充入氧气能平衡压强，所以能防止倒吸，二氧化氮和一氧化氮有毒，不能直接排空，且一氧化氮不易溶于水，充入氧气能使一氧化氮转化为二氧化氮，从而使二氧化氮、一氧化氮能全部被氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；
可以防止NO等氮氧化物逸散到空气中，污染空气；防止碱液倒吸入反应装置中；
（4）①根据方程式可知20.00mL溶液中n（CuSO4?5H2O）=n（EDTA）=b×12×10-3mol；
所以m（CuSO4?5H2O）=b×12×10-3mol×250g/mol=3b g，
因此100mL溶液中CuSO4?5H2O的质量为：3b×5=15bg，所以ω=
×100%，
故答案为：
×100%；
②EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+，则EDTA盛放在滴定管中，该溶液显酸性，用酸式滴定管，所以最合理的为b；
故答案为：b．
故答案为：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O；稳定；
（2）①a．加热条件下铜易被氧气氧化，故a错误；
b．灼烧不充分．铜未被完全氧化导致含有铜单质，故b正确；
c．氧化铜在加热过程中不会分解生成铜，故c错误；
d．灼烧过程中部分氧化铜被有机物还原生成铜单质，故d正确；
故选bd；
②若将杂铜换为纯净的铜粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe2（SO4）3溶液，不断通入氧气氧化亚铁离子为铁离子，除杂的原则，保证不引入杂质，加入氧化铜或碱式碳酸铜都能和酸反应从而调节溶液PH，3.7～4.7；且不引进新的杂质，铁离子生成氢氧化铁沉淀，从而得到纯净的硫酸铜晶体，
故答案为：CuO； 3.7～4.7；Fe（OH）3；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，加入硫酸会提供氢离子和硝酸根离子形成硝酸溶液氧化铜反应最后生成硫酸铜溶液，二氧化氮或一氧化氮，反应的化学方程式为：Cu+H2SO4+2HNO3=CuSO4+2NO2↑+2H2O，3Cu+3 H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O
图2装置中充入氧气能平衡压强，所以能防止倒吸，二氧化氮和一氧化氮有毒，不能直接排空，且一氧化氮不易溶于水，充入氧气能使一氧化氮转化为二氧化氮，从而使二氧化氮、一氧化氮能全部被氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；
可以防止NO等氮氧化物逸散到空气中，污染空气；防止碱液倒吸入反应装置中；
（4）①根据方程式可知20.00mL溶液中n（CuSO4?5H2O）=n（EDTA）=b×12×10-3mol；
所以m（CuSO4?5H2O）=b×12×10-3mol×250g/mol=3b g，
因此100mL溶液中CuSO4?5H2O的质量为：3b×5=15bg，所以ω=
| 15b |
| a |
故答案为：
| 15b |
| a |
②EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+，则EDTA盛放在滴定管中，该溶液显酸性，用酸式滴定管，所以最合理的为b；
故答案为：b．
点评：本题考查了实验方案的设计、评价等知识点，明确物质的性质是解本题关键，难点是实验方案的评价，从实验的可操作性、简便性、安全性、环保等方面考虑，难度较大．
练习册系列答案
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