Question

12．胆矾（CuSO₄•5H₂O）有广泛的用途．某研究性学习小组利用某次实验后的稀硫酸、和氧化铜制备胆矾．实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）操作X为蒸发浓缩、冷却结晶．
（2）过滤操作中需要玻璃仪器除了烧杯、漏斗还需要玻璃棒．
（3）现有48g含CuO粉末，与300mL的稀硫酸恰好完全反应生成CuSO₄．
①理论上生成胆矾的质量为多少？
②原稀硫酸的物质的量的浓度是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液，如得到胆矾，应将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作，然后经过滤、洗涤、干燥可得到晶体；
（2）过滤操作中需要玻璃仪器除了烧杯、漏斗还需要玻璃棒；
（3）①计算CuO的物质的量，结合铜元素质量守恒可计算CuSO₄•5H₂O的质量；
②根据硫酸根守恒计算稀硫酸的物质的量的浓度．

解答 解：（1）铜粉与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜溶液，如得到胆矾，应将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作，然后经过滤、洗涤、干燥可得到晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）过滤操作中需要玻璃仪器除了烧杯、漏斗还需要玻璃棒，故答案为：玻璃棒；
（3）①n（CuO）=$\frac{48g}{80g/mol}$=0.6mol，则根据铜守恒，所以理论上生成胆矾的质量为0.6mol×250g/mol=150g，答：理论上生成胆矾的质量为150g；
②根据铜守恒生成0.6molCuSO₄，又硫酸根守恒，所以n（H₂SO₄）=0.6mol，则稀硫酸的物质的量的浓度是$\frac{0.6mol}{0.3L}$=2mol/L，
答：原稀硫酸的物质的量的浓度是2mol/L．

点评 本题考查物质的分离、提纯的实验综合应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，主要把握实验的原理、操作方法以及守恒法应用于化学方程式的计算，难度中等．