Question

17．实验室一般用回收的粗铜屑（含少量的Cu₂O）与H₂SO₄、HNO₃混合稀溶液反应制备CuSO₄•5H₂O晶体，反应可在如图所示装置中进行，回答下列问题：
（1）写出Cu₂O与混酸发生的反应的离子方程式：3Cu₂O+2NO₃^-+14H⁺═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O．
（2）C装置的作用是防止D中溶液到吸入B中（或防倒吸）．
（3）D装置中的NaClO-NaOH混合溶液用来吸收无色尾气，吸收液与尾气发生反应的化学方程式为3NaClO+2NaOH+2NO═3NaCl+2NaNO₃+H₂O．
（4）制得的CuSO₄溶液可能会含有Cu（NO₃）₂，为避免Cu（NO₃）₂的生成，在制备时应采取的措施是加入的硝酸不过量（或定量加入硝酸）．
（5）某同学设计下列实验证明氢硫酸为二元弱酸，填写表中空白：

实验一 证明H2S是弱酸	实验操作	取VmL未知浓度的H2S溶液，测其pH值为a，再向溶液中加入适量的无水CuSO4粉末，充分反应后再测其pH值为b，用过滤器将溶液中的不容物滤出，并用蒸馏水洗涤不容物，洗净，晾干并称量质量为m克．
	分析及结论	由实验中的数据可求得H2S溶液的物质的量浓度为：$\frac{1000m}{96V}$mol•L-1； 通过比较a和b数值的大小（或a＞b）说明氢硫酸是弱酸．
	实验原理	写出上述实验的化学反应方程式：CuSO4+H2S═CuS↓+H2SO4
实验二 证明H2S是二元酸	实验操作	用已知浓度的NaOH溶液去滴定上述H2S溶液
	分析及结论	通过实验若得出2n（H2S）=n（NaOH）（或消耗n（NaOH）为n（H2S）的二倍）即可说明H2S是二元酸

Answer 1

分析 A中H₂SO₄、HNO₃混合稀溶液与粗铜屑（含少量的Cu₂O）在B中反应：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O、3Cu₂O+2NO₃^-+14H⁺═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，D装置吸收生成的NO，防止污染空气，C装置防倒吸，
（1）Cu₂O与混酸反应生成铜离子和NO气体；
（2）C装置防倒吸；
（3）D装置中的NaClO-NaOH混合溶液用来吸收无色尾气NO，反应生成氯化钠和硝酸钠；
（4）制得的CuSO₄溶液可能会含有Cu（NO₃）₂，为避免Cu（NO₃）₂的生成，则需要将硝酸根均生成NO，硝酸不能加入过量；
（5）实验一：向H₂S中加入无水CuSO₄粉末，发生的反应为：CuSO₄+H₂S═CuS↓+H₂SO₄，根据S元素质量守恒计算H₂S的物质的量，据此计算其物质的量浓度；由H₂S生成H₂SO₄，比较反应前和反应和的pH可得；
实验二：若H₂S是二元酸，则消耗的氢氧化钠的物质的量是氢硫酸物质的量的两倍，据此分析．

解答 解：（1）Cu₂O与混酸反应生成铜离子和NO气体，离子方程式为：3Cu₂O+2NO₃^-+14H⁺═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
故答案为：3Cu₂O+2NO₃^-+14H⁺═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）C装置防止D中溶液到吸入B中（或防倒吸）；
故答案为：防止D中溶液到吸入B中（或防倒吸）；
（3）D装置中的NaClO-NaOH混合溶液用来吸收无色尾气NO，反应生成氯化钠和硝酸钠，花痴方程式为：3NaClO+2NaOH+2NO═3NaCl+2NaNO₃+H₂O；
故答案为：3NaClO+2NaOH+2NO═3NaCl+2NaNO₃+H₂O；
（4）制得的CuSO₄溶液可能会含有Cu（NO₃）₂，为避免Cu（NO₃）₂的生成，则需要将硝酸根均生成NO，故应加入的硝酸不过量（或定量加入硝酸）；
故答案为：加入的硝酸不过量（或定量加入硝酸）；
（5）实验一：向H₂S中加入无水CuSO₄粉末，发生的反应为：CuSO₄+H₂S═CuS↓+H₂SO₄，得mgCuS沉淀，根据S元素质量守恒，则n（H₂S）=n（CuS）=$\frac{m}{96}mol$，则VmLH₂S溶液的浓度为：$\frac{\frac{m}{96}}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1000m}{96V}$mol/L；H₂S溶液，测其pH值为a，向溶液中CuSO₄粉末生成硫酸，充分反应后再测其pH值为b，若a＞b，说明酸性H₂S＜H₂SO₄，为弱酸；
故答案为：$\frac{1000m}{96V}$；a和b数值的大小 （或a＞b）；CuSO₄+H₂S═CuS↓+H₂SO₄；
实验二：若H₂S是二元酸，则用已知浓度的NaOH溶液去滴定H₂S溶液，消耗的氢氧化钠的物质的量是氢硫酸物质的量的两倍，即2n（H₂S）=n（NaOH）；
故答案为：2n（H₂S）=n（NaOH）（或消耗n（NaOH）为n（H₂S）的二倍）．

点评 本题以物质制备为载体，考查学生对原理的分析理解、物质的分离提纯、氧化还原反应、实验方案设计等，侧重对弱电解质电离平衡的理解，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．