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
相关题目
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- |
在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
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 |