Question

胆矾（CuSO₄·5H₂O）是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO₄·5H₂O的实验室制备流程图。

完成下列各题：
Ⅰ．（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，随着铜粉的溶解可能观察到的实验现象    、    。
（2）制得的胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O）中可能存在的杂质是       （写化学式）。
（3）采用重量法测定CuSO₄·5H₂O的含量时，步骤如下：
①取样，称量    ②加水溶解   ③加氯化钡溶液生成沉淀  ④过滤（其余步骤省略）
在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是                   。
Ⅱ. 某研究性学习小组用ZRY-1型热重分析仪对12.5克硫酸铜晶体(CuSO₄·5H₂O)进行热重分析，随温度的升高，硫酸铜晶体依次发生下列反应。
a.CuSO₄·5H₂OCuSO₄＋5H₂O
b.CuSO₄CuO＋SO₃↑，2SO₃2SO₂＋O₂
c.4CuO2Cu ₂ O＋O₂↑
请回答下列问题：
（1）实验过程中热重分析仪测得残留固体质量为3.8 g，试推断该固体的组分是   (写化学式)，其对应的物质的量之比是     。
（2）热重分析仪加热晶体至恒重后，将全部气体导出，通入氢氧化钡溶液充分反应，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥，质量为       g。

Answer 1

Ⅰ.  （1）溶液呈蓝色、有红棕色气体产生    （2）Cu(NO₃)₂
（3）在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生,若无，则沉淀完全
Ⅱ.（1）Cu₂O、CuO（2分）  1∶2（2分）(比值要和前一空物质次序对应,即n(Cu₂O):n(CuO）="1:2" )
（2）11.65（2分）

解析试题分析：Ⅰ．（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，溶液中存在氢离子和硝酸根离子，此时铜粉相当于和硝酸发生了反应，观察到的实验现象溶液呈蓝色、有红棕色气体产生。（2）由于制备中存在硝酸根，所以制得的胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O）中可能存在的杂质是)Cu(NO₃)₂。（3）要检验是否沉淀完全，可通过检验硫酸根离子是否含有，其操作是在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生,若无，则沉淀完全。Ⅱ.（1）12.5克硫酸铜晶体(CuSO₄·5H₂O)是0.05mol，若只生成氧化铜，则为0.05mol（4g），不可能。若只生成氧化亚铜，则为0.025mol(3.6g)，不可能；所以残留3.8 g固体为两者混合物。设氧化铜和氧化亚铜物质的量分别为x和y，则有x+2y=0.05,80x+144y=3.8。求得y:x=1:2。（2）三氧化硫和二氧化硫的生成量与铜的物质的量相同，即为0.05mol,将全部气体导出，通入氢氧化钡溶液充分反应，所得沉淀是硫酸钡和亚硫酸钡，亚硫酸钡最终被氧化为硫酸钡，可知硫酸钡的物质的量为0.05mol,质量为)11.65g。
考点：本题考查化工流程图中的问题分析。