题目内容
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)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)
(4)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 .
(5)由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O的操作为 .
(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
D.读数时,滴定前平视,滴定后仰视
(7)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(H2Y2-,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++H2Y2-→CuY2-+2H+.则CuSO4?5H2O质量分数的表达式是 .
(1)操作1的名称为
(2)“浸出”步骤中,为提高铜的浸出率,可采取的措施有
(3)取少量所得溶液A,滴加
(4)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
(5)由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O的操作为
(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
D.读数时,滴定前平视,滴定后仰视
(7)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(H2Y2-,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++H2Y2-→CuY2-+2H+.则CuSO4?5H2O质量分数的表达式是
考点:制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:实验设计题
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)根据外界条件对反应速率的影响进行分析;
(3)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;
(4)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;
(5)直接加热蒸干,硫酸铜晶体中的结晶水会失去,无法获得硫酸铜晶体,应该采用蒸发浓缩的方法;
(6)CuSO4?5H2O含量的测定结果偏高,可能是由于消耗的标准液体积偏大、浓度偏小等因素引起的;
(7)计算n(Cu2+),可计算出CuSO4?5H2O的质量,进而计算质量分数.
(2)根据外界条件对反应速率的影响进行分析;
(3)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;
(4)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;
(5)直接加热蒸干,硫酸铜晶体中的结晶水会失去,无法获得硫酸铜晶体,应该采用蒸发浓缩的方法;
(6)CuSO4?5H2O含量的测定结果偏高,可能是由于消耗的标准液体积偏大、浓度偏小等因素引起的;
(7)计算n(Cu2+),可计算出CuSO4?5H2O的质量,进而计算质量分数.
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,分液操作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,提高铜的浸出率的方法有: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)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+;
(4)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;
(5)加热过程中硫酸铜晶体中的结晶水会失去,所以由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O的操作方法为:由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O,
故答案为:将溶液蒸发浓缩至少量晶体析出;
(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,该部分溶液体积已经显示在滴定管的刻度中,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;
D.读数时,滴定前平视,滴定后仰视,导致读出的消耗的标准液的体积偏大,测定结果偏高,故D正确;
故答案为:CD;
(7)根据反应Cu2++H2Y2-→CuY2-+2H+可知,20mL样品溶液中:n(Cu2+)=n(H2Y2-)=bc×10-3mol,
则ag试样中:n(CuSO4?5H2O)=bc×10-3mol×
=5bc×10-3mol,
硫酸铜晶体的质量为:m(CuSO4?5H2O)=5bc×10-3mol×250g/mol=1.25bcg,
则CuSO4?5H2O质量分数为:
=
,
故答案为:
.
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,分液操作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,提高铜的浸出率的方法有: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)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+;
(4)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;
(5)加热过程中硫酸铜晶体中的结晶水会失去,所以由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O的操作方法为:由硫酸铜溶液得到CuSO4?5H2O,
故答案为:将溶液蒸发浓缩至少量晶体析出;
(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,该部分溶液体积已经显示在滴定管的刻度中,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;
D.读数时,滴定前平视,滴定后仰视,导致读出的消耗的标准液的体积偏大,测定结果偏高,故D正确;
故答案为:CD;
(7)根据反应Cu2++H2Y2-→CuY2-+2H+可知,20mL样品溶液中:n(Cu2+)=n(H2Y2-)=bc×10-3mol,
则ag试样中:n(CuSO4?5H2O)=bc×10-3mol×
| 100mL |
| 20mL |
硫酸铜晶体的质量为: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 |
点评:本题通过硫酸铜晶体的制备,综合考查物质制备方案的设计方法,题目难度中等,试题侧重于综合考查学生的实验能力和数据分析能力,明确实验制备流程及反应原理为解答此类题的关键.
练习册系列答案
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某溶液中可能含有以下6种离子中的几种:NH4+、A13+、Mg2+、CO32-、Cl-、SO42-,为确认溶液的组成,现取100mL分成三等份溶液进行如下实验:
(1)向第一份溶液中加入 AgNO3溶液有沉淀产生;
(2)向第二份溶液中加入足量NaOH溶液充分反应后,最终得到沉淀0.58g,同时收集到气体0.03mol(设气体全部从溶液中逸出);
(3)向第三份溶液中加入足量BaCl2溶液(盐酸酸化)充分反应后,得到沉淀6.99g.
由此可知,下列关于原溶液组成的正确结论是( )
(1)向第一份溶液中加入 AgNO3溶液有沉淀产生;
(2)向第二份溶液中加入足量NaOH溶液充分反应后,最终得到沉淀0.58g,同时收集到气体0.03mol(设气体全部从溶液中逸出);
(3)向第三份溶液中加入足量BaCl2溶液(盐酸酸化)充分反应后,得到沉淀6.99g.
由此可知,下列关于原溶液组成的正确结论是( )
| A、溶液中SO42-的浓度是0.3 mol/L |
| B、溶液中一定含有A13+和NH4+ |
| C、一定不存在Mg2+,可能存在A13+ |
| D、一定存在Cl- 可能含CO32- |
下列各化学式中,只表示一种纯净物的是( )
| A、C2H3Br |
| B、C3H6 |
| C、C2H4O |
| D、C |