Question

4．CuSO₄•5H₂O是铜的重要化合物，有着广泛的应用．硫酸铜在高温下分解可得到SO₂、SO₃、O₂和Cu₂O．
Ⅰ．甲组同学在实验室利用铜粉、稀硫酸和浓硝酸制备CuSO₄•5H₂O．
（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象溶液呈蓝色，有红棕色气体生成．
（2）制得的CuSO₄•5H₂O中可能存在的杂质是Cu（NO₃）₂，除去这种杂质的实验操作名称为重结晶．
Ⅱ．乙组同学在坩埚中加热硫酸铜晶体使其失去结晶水，然后选用下列装置验证硫酸铜的分解产物．可供选择的试剂有盐酸、稀硝酸、Ba（OH）₂溶液、BaCl₂溶液．
（1）C中的试剂是BaCl₂溶液；为实现检验气体产物的目的，仪器的导管连接顺序为adebcgf；
（2）不能将装置B中的试剂换成品红溶液，原因是因为SO₂不能全部被品红溶液吸收，影响氧气的检验；
（3）证明有SO₃存在的装置中，反应的总离子方程式为SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
证明有氧气生成的实验操作为：取下D的橡皮塞，将带火星的木条伸入D中；设计实验证明固体产物中含有Cu₂O取少量固体产物于试管中，加入足量的稀盐酸，若得到蓝色溶液与红色固体，则固体产物中含有Cu₂O．
（已知酸性条件下，Cu₂O不稳定，会自动转化为Cu、Cu²⁺）

Answer 1

分析 I．（1）铜与浓硝酸反应生成二氧化氮和硝酸铜；
（2）根据反应物判断可能存在的杂质，溶解度不同的可溶性盐可用重结晶法分离；
II．（1）硫酸铜分解生成CuO、二氧化硫、三氧化硫和氧气，检验三氧化硫用BaCl₂溶液，检验二氧化硫用酸性高锰酸钾溶液，并且用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫；
（2）B装置中的溶液检验并吸收二氧化硫，品红溶液的浓度较小，不能完全吸收二氧化硫；
（3）三氧化硫与BaCl₂反应生成白色沉淀，二氧化硫与BaCl₂不反应；用带火星的木条检验氧气；Cu₂O固体溶于盐酸会形成蓝色溶液，同时有固体剩余．

解答 解：I．（1）铜与浓硝酸反应为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成硫酸铜和二氧化氮气体，所以反应现象为：溶液呈蓝色，有红棕色气体生成；
故答案为：溶液呈蓝色，有红棕色气体生成；
（2）混有硝酸铜杂质，需利用溶解度的不同，用重结晶的方法进行分离，
故答案为：Cu（NO₃）₂、重结晶；
II．（1）硫酸铜分解生成CuO、二氧化硫、三氧化硫和氧气，检验三氧化硫用BaCl₂溶液，所以C试剂瓶中盛放的溶液为BaCl₂溶液；检验二氧化硫用酸性高锰酸钾溶液，并且用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫；用D装置收集氧气，所以仪器的导管连接顺序为adebcgf；
故答案为：BaCl₂溶液；adebcgf；
（2）B装置中的溶液检验并吸收二氧化硫，品红溶液的浓度较小，用品红溶液检验二氧化硫，但不能完全吸收二氧化硫，会用二氧化硫剩余，二氧化氯与氧气一起进入D中，会干扰氧气的检验；
故答案为：因为SO₂不能全部被品红溶液吸收，影响氧气的检验；
（3）三氧化硫与BaCl₂反应生成白色沉淀，二氧化硫与BaCl₂不反应，SO₃与BaCl₂溶液反应生成BaSO₄沉淀，其反应的离子方程式为：SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
D装置收集的气体为氧气，将带火星的木条伸入D中，若木条复燃，说明D中气体是氧气；Cu₂O盐酸反应生成氯化铜和Cu，会形成蓝色溶液，同时有固体剩余，则检验方法为：取少量固体产物于试管中，加入足量的稀盐酸，若得到蓝色溶液与红色固体，则固体产物中含有Cu₂O．
故答案为：SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；将带火星的木条伸入D中；取少量固体产物于试管中，加入足量的稀盐酸，若得到蓝色溶液与红色固体，则固体产物中含有Cu₂O．

点评 本题考查了铜及其化合物的性质、实验探究方案设计、物质的检验等，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和对基础知识的综合应用能力，注意把握常见物质的检验方法．