题目内容
14．CuSO4•5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用．如图是CuSO4•5H2O的实验室制备流程图1．
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），在铜粉溶解时硝酸的作用：氧化剂．
（2）根据制备原理，铜恰好完全溶解时，硝酸与硫酸的物质的量之比为2：3（假设硝酸全部还原为NO）．
（3）实验室需配制质量分数为15%的CuSO4溶液480mL其密度为1.07g/mL，根据溶液的配制情况回答下列问题：如图2所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是ABC（填序号），在配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒（填仪器名称）．根据计算用托盘天平称取CuSO4•5H2O的质量为125.4g．
（4）将CuSO4•5H2O与NaHCO3按一定的比例共同投入到150ml沸水中，剧烈搅拌，冷却后有绿色晶体析出，该晶体的化学组成为Cux（OH）y（CO3）z•nH2O，实验所得的绿色晶体需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则未洗净，反之洗净
为了确定晶体的化学式，某实验小组进行如下实验：
a．称取3.640g晶体，加入足量稀盐酸使固体完全溶解，收集到标准状况下的气体448.0mL
b．称取等质量的晶体，灼烧至完全分解，得到2.400g残余固体，通过计算确定晶体的化学式Cu3（OH）2（CO3）2•H2O或Cu（OH）2•2CuCO3•H2O．
（5）在0.10mol•L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=2.2×10-8mol•L-1（Kap[Cu（OH）2]=2.2×10-20）．若在0.1mol•L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是0.2mol•L-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，硝酸起氧化剂的作用；
（2）根据离子方程式分析计算；
（3）配制质量分数为15%的480mLCuSO4溶液，需要的仪器有500mL容量瓶，烧杯，胶头滴管，玻璃棒，托盘天平，药匙，计算密度为1.07g/mL，质量分数为15%的CuSO4溶液500mL中硫酸铜的物质的量，再计算无水硫酸铜的质量；
（4）将CuSO4•5H2O与NaHCO3按一定的比例共同投入到150ml沸水中，剧烈搅拌，冷却后有绿色晶体析出，该晶体的化学组成为Cux（OH）y（CO3）z•nH2O，析出的晶体表面有硫酸根离子，检验是否洗涤干净检验洗涤液中是否含有硫酸根即可；称取3.640g晶体，加入足量的稀盐酸使固体完全溶解，收集到标准状况下的气体448.0mL，即为0.02mol应为二氧化碳气体，由此可计算出碳酸根的物质的量，取等质量的晶体，灼烧至完全分解，得到2.400g残余固体应为氧化铜，由此计算出晶体中铜元素的质量及物质的量，根据电荷守恒可确定氢氧化根的物质的量，再由总质量及铜元素的质量、碳酸根的质量、氢氧根的质量确定结晶水的质量，进而确定晶体的组成；
（5）根据溶度积常数及溶液中氢氧根离子浓度计算出c（Cu2+）；
在0.1mol/L硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，硫酸根离子浓度为0.1mol/L，根据溶液的电中性计算H+浓度．
解答 解：（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，硝酸起氧化剂的作用；
故答案为：氧化剂；
（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）配制质量分数为15%的480mLCuSO4溶液，需要的仪器有500mL容量瓶，烧杯，胶头滴管，玻璃棒，托盘天平，药匙，
密度为1.07g/mL，质量分数为15%的CuSO4溶液500mL中，m（CuSO4）=500×1.07×15%g=80.25g，则用托盘天平称取CuSO4•5H2O的质量为$\frac{80.25×250}{160}g$=125.4g；
故答案为：ABC；烧杯、玻璃棒；125.4；
（4）①将CuSO4•5H2O与NaHCO3按一定的比例反应得到绿色晶体，所以绿色晶体析出的时候表面应有硫酸根离子，可以通过检验硫酸根离子判断是否洗涤干净，检验的方法是取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则未洗净，反之洗净；
由题意可知：n（CO32-）=n（CO2）=0.448L∕22.4mol•L-1=0.02 mol，
灼烧最终得到的固体是CuO，
n（Cu2+）=n（CuO）=2.400 g/80 g•mol-1=0.03 mol，
根据电荷守恒：n（Cu2+）×2=n（OH-）+n（CO32-）×2，
所以n（OH-）=n（Cu2+）×2-n（CO32-）×2=0.03 mol×2-0.02 mol×2=0.02 mol
n（H2O）=（3.640g-0.03mol×64g•mol-1-0.02mol×17g•mol-1-0.02mol×60g•mol-1）/18g•mol-1=0.01mol
所以x：y：z：n=0.03mol：0.02mol：0.02mol：0.01mol=3：2：2：1，则晶体的化学式为Cu3（OH）2（CO3）2•H2O或Cu（OH）2•2CuCO3•H2O；
故答案为：取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则未洗净，反之洗净；Cu3（OH）2（CO3）2•H2O或Cu（OH）2•2CuCO3•H2O；
（5）根据题给Cu（OH）2的溶度积即可确定pH=8时，c（OH-）=10-6mol/L，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，则：c（Cu2+）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1×1{0}^{-6}）^{2}}$=2.2×10-8mol•L-1；
在0.1mol•L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的溶质为硫酸，c（SO42-）不变，为0.1mol•L-1，由电荷守恒可知c（H+）为0.2mol•L-1；
故答案为：2.2×10-8；0.2．
点评 本题考查了物质的制备、溶液配制、物质化学式的确定、溶度积及其计算等知识，题目难度较大，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力．
阅读快车系列答案
| A． | 若乙为白色沉淀，则甲中可能含有SiO32- | |
| B． | 若乙为淡黄色沉淀，则甲中可能含有FeBr3 | |
| C． | 若乙为淡黄色沉淀，则甲中可能含有S2- | |
| D． | 若乙为白色沉淀，则甲中一定含有FeCl3 |
| A． | 油脂酸败 | B． | 石油裂解 | C． | 钢铁生锈 | D． | 干冰升华 |
．
| A． | 分子式为C9H11O5 | |
| B． | 可以分别与乙醇、乙酸在一定条件下反应，且反应类型相同 | |
| C． | 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同 | |
| D． | 含有苯环的酯的同分异构体有4种 |
| A． | 向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3OH-═Al（OH）3↓ | |
| B． | 向Fe（OH）3胶体中加入氢碘酸溶液：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O | |
| C． | 将NaClO溶液与亚硫酸钠溶液混合：ClO-+SO32-═SO42-+Cl- | |
| D． | 用石墨作电极电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH- |
绿原酸被誉为“第七类营养素”，具有广泛的杀菌、消炎功能，其结构简式如图所示．下列有关绿原酸的说法中正确的是（ ）| A． | 绿原酸分子中含有3种官能团 | |
| B． | 1 mol绿原酸最多能与7molNaOH发生反应 | |
| C． | 绿原酸能发生取代反应、加成反应和消去反应 | |
| D． | 绿原酸能使酸性高锰酸钾溶液、浓溴水褪色，反应原理同 |