Question

13．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、稀硝酸混合液制备胆矾．实验流程如图：

请回答下列问题：
（1）操作X为蒸发浓缩、冷却结晶．过滤需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒．
（2）NO需要回收利用，NO与空气、H₂O反应生成硝酸的化学方程式4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃．
（3）现有48g铜粉（其中含CuO质量分数为20%），将其加入一定量稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反应生成CuSO₄
①理论上得到胆矾的质量为180g．
②原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比为9：5．

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；过滤需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）NO与空气、H₂O反应生成硝酸，结合质量守恒平衡方程式．
（3）计算CuO、Cu的质量，结合铜元素质量守恒可计算CuSO₄•5H₂O的质量；结合反应的离子方程式计算原混合液中硫酸和硝酸的物质的量之比．

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；过滤需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）NO与空气、H₂O反应生成硝酸，反应的方程式为4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
故答案为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
（3）①n（CuO）=48g×20%÷80g/mol=0.12mol，n（Cu）=48g×（1-20%）÷64g/mol=0.6mol，则n（CuSO₄•5H₂O）=0.12mol+0.6mol=0.72mol，m（CuSO₄•5H₂O）=0.72mol×250g/mol=180g；
故答案为：180 g；
②发生反应：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
n（HNO₃）=$\frac{0.6mol}{3}×2$=0.4mol，n（H₂SO₄）=n（CuSO₄•5H₂O）=0.72mol，
则n（H₂SO₄）：n（HNO₃）=0.72mol：0.4mol=9：5；
故答案为：9：5．

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．