题目内容
某研究小组在实验室中用铜粉(含铁粉5%以上)制取胆矾(CuSO4·5H2O)并检验其纯度，限选试剂：3 mol·L－1H2SO4溶液、浓硝酸、3%H2O2溶液、0.2 mol·L－1NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有关物质溶解度如下表(单位g/100 g H2O)：
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
CuSO4 | 14.3 | 20.7 | 28.5 | 40.0 | 55.0 | 75.4 |
Cu(NO3)2 | 81.8 | 124.8 | 163.1 | 181.8 | 207.8 | 247.3 |
(1)完成制取胆矾的实验方案。
实验步骤 | 预期现象 |
步骤1：除铁。将铜粉置于烧杯中，__________________ | _______________________ |
步骤2：溶解。将步骤1得到的铜粉置于烧杯中， __________________________ | _______________________ |
步骤3：结晶。将步骤2所得溶液蒸发浓缩至液面有晶膜出现，冷却至室温，过滤得粗产品 |
|
(2)完成步骤1后，检验铜粉中的铁是否除尽的实验操作是___________。
(3)若胆矾中含有少量Cu(NO3)2·3H2O，测定其中CuSO4·5H2O的含量，实验步骤如下：称量胆矾样品的质量为m1，加水溶解，滴加足量BaCl2溶液，充分反应后过滤，将滤渣烘干、冷却，称得其质量为m2。样品中CuSO4·5H2O的质量分数为________(列出算式)。
(1)
实验步骤 | 预期现象 |
步骤1：加入足量3 mol·L－1H2SO4溶液，充分反应后过滤，充分洗涤滤渣 | 有无色气泡产生，溶液由无色变成浅绿色 |
步骤2：加入适量3 mol·L－1H2SO4溶液，再缓慢、分批加入浓硝酸，边加边搅拌直至铜粉完全溶解 | 有红棕色气体产生，溶液由无色变成蓝色 |
(2)取少量铜粉于试管中，加入少量3 mol·L－1H2SO4溶液，充分振荡后取上层溶液于另一试管中，滴加少量3%H2O2溶液，再滴加几滴20%KSCN溶液
(3) 
×100%
【解析】 (1)制备胆矾的实验设计：根据所给试剂，由于铜不能直接与稀硫酸反应，因此需要氧化剂(H2O2或HNO3)将铜氧化为Cu2＋，Cu2＋对H2O2的分解有催化作用，因此只能用浓硝酸氧化，但如果直接用浓硝酸氧化生成Cu(NO3)2，再和硫酸通过复分解反应制备CuSO4，会增大HNO3的用量且会引入Cu(NO3)2杂质。因此实验中借助反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，即先加硫酸，再加浓硝酸。(2)检验铜中的铁粉是否除尽，还可以通过检验最后一次硫酸洗涤液中是否含有Fe2＋来确定。
(3)CuSO4·5H2O ～ BaSO4
250 233
m2
则样品中CuSO4·5H2O的质量分数为×100%。
