题目内容

CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。实验室用粗铜(含少量铁)制备CuSO4·5H2O的流程如下:

回答下列问题:

(1)实验室配制250 mL4.8 mol·L-1的稀硫酸,所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要__________________________________________________。

(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:

离子

Fe3+

Cu2+

Fe2+

开始沉淀的pH

2.7

4.4

7.0

沉淀完全的pH

3.7

6.4

9.6

 

除去Fe3+,溶液的pH应控在_______________范围,调pH可选用的试剂是____________。

(3)若制得的CuSO4·5H2O中存在杂质Cu(NO3)2,进一步提纯的实验操作名称是__________。

(4)获得的CuSO4·5H2O晶体表面附着杂质离子,常用酒精洗涤的原因是____________。

用标准的BaCl2溶液测定晶体的纯度时,发现纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________________________________________(任写一种)。

(5)实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合的实验装置是__________(填序号),并注明装置中所需药品的名称。

A.__________,B.__________,C.__________,D.__________。(根据选择的装置可以填满也可以不填满)

 

【答案】

 

(1)250mL容量瓶、胶头滴管

(2)3.7≤pH<4.4  CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3

(3)重结晶

(4)除去杂质,减少晶体的溶解损失

(5)Ⅰ   A、稀硝酸与铜,B、水,C、水

【解析】

试题分析:该题是通过粗铜经过除去铁杂质制备硫酸铜晶体的实验流程。(1)配置一定浓度的溶液需要专用的仪器——容量瓶,但要注明规格,定容时需要用到胶头滴管;(2)操作中因为Fe2+不易除去,需要把它氧化成Fe3+,然后通过调节pH生成Fe(OH)3除去,pH范围应是让Fe3+沉淀完全,Cu2+不出现沉淀,故应在3.7≤pH<4.4,可以选用的试剂应是不溶于水的、不能产生新杂质且能与酸反应促进水解的物质,故选用CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等;(3)除去晶体中的可溶性杂质的方法是重结晶;(4)洗涤的作用首先是除去杂质,无机盐一般不溶于有机物,故用乙醇还有减少晶体的溶解损失的作用;BaCl2溶液测定晶体测定的是晶体中SO42-,晶体的纯度大于100%说明SO42-的量偏高,可能是含有其他含SO42-百分含量高于硫酸铜晶体的物质,还有可能是晶体失去部分结晶水导致SO42-的量偏高;

(5)实验室欲制取NO气体需用稀硝酸与铜反应,NO只能用排水法收集,故选用Ⅰ,A盛放稀硝酸与铜,B盛放水,用来收集NO,C是排出的水。

考点:考查实验基本知识,涉及实验仪器的选择、实验操作等内容。

 

练习册系列答案
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某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al,还含有少量的铜锈[Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝,用上述废金属屑制取胆矾(CuSO4?5H2O)、无水AlCl3和铁红的过程如图所示:

已知:①Al3+、Al(OH)3、AlO2-有如下转化关系:Al3+
OH-
H+
Al(OH)3
OH-
H+
AlO2-
②碳酸不能溶解Al(OH)3.
请回答:
(1)在废金属屑粉末中加入试剂A,生成气体1的反应的离子方程式是
2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑
.
(2)溶液2中含有的金属阳离子是
Fe2+
Fe2+
;气体2的成分是
CO2和H2
CO2和H2
.
(3)溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是
4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
.
(4)固体2制取CuSO4溶液有多种方法.
①在固体2中加入浓H2SO4,并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的化学方程式是
Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O
.
②在固体2中加入稀H2SO4 后,通入O2并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的离子方程式是
2Cu+4H++O2
  △  
.
 
2Cu2++2H2O
2Cu+4H++O2
  △  
.
 
2Cu2++2H2O
.
(5)溶液1转化为溶液4过程中,不在溶液1中直接加入试剂C,理由是
若在溶液1中直接加入盐酸,会使溶液4中混有试剂A中的阳离子(如Na+等),而不是纯净的AlCl3溶液
若在溶液1中直接加入盐酸,会使溶液4中混有试剂A中的阳离子(如Na+等),而不是纯净的AlCl3溶液
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(6)直接加热AlCl3?6H2O不能得到无水AlCl3.SOCl2为无色液体,极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体.AlCl3?6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3,反应的化学方程式是
AlCl3?6H2O+6SOCl2
  △  
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑
AlCl3?6H2O+6SOCl2
  △  
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑
.

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