Question

CuSO₄∙5H₂O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。CuSO₄∙5H₂O的实验室制法如下：

Ⅰ．实验室用含有杂质(FeO、Fe₂O₃)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(Fe^3＋在pH＝5时已完全沉淀)

    

回答下列问题：

⑴用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5 mol∙L^－1的稀硫酸，只需      种玻璃仪器

⑵步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe^2＋充分转化成Fe^3＋，实验操作是                    

发生反应的离子方程式：                                                    

⑶如何证明Fe^2＋已经充分转化？                                                

⑷步骤④之后的实验操作是                        ，所需仪器是铁架台（带铁圈）、

                                 及抽滤装置。

Ⅱ．实验室用铜粉制备的CuSO₄∙5H₂O流程图如下：

根据题意完成下列填空：

⑴理论上，为了制得纯净的CuSO₄·5H₂O晶体，需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比为          ，

发生反应的离子方程式为                             。

⑵实际制得的胆矾晶体中还是含有一些杂质，通常采用           法提纯。

⑶实际生产过程中对所加稀硝酸的浓度控制要求比较高，通常用标准氢氧化钠溶液来滴定。滴定过程中若用酚酞作指示剂，终点现象是                                

                            。

请在图中画出滴定过程中溶液的pH随所滴加氢氧化钠溶液体积的变化的曲线图（要求过A点）。

⑷上述使用的标准氢氧化钠溶液已经通过基准物质的标定。下列物质中通常可用来标定碱液的基准物质是              。

A．醋酸         B．草酸          C．苯甲酸         D．苯酚

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．⑴5     ⑵加入适量H₂O₂      2 Fe^2＋＋H₂O₂＋2 H^＋＝2 Fe^3＋＋2H₂O

⑶取溶液Ⅱ少许，加入(H^＋)KMnO₄溶液，若溶液不褪色，则Fe^2＋已充分转化

⑷蒸发浓缩，冷却结晶          蒸发皿、玻璃棒、酒精灯。

Ⅱ．⑴3∶2，3Cu＋8 H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。     ⑵重结晶

⑶加入最后一滴标准液，溶液变浅红色并在30s内不褪色。

       

⑷BC。

【解析】Ⅰ．（1）需要的玻璃仪器水量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管共计5种。

（2）要氧化亚铁离子，且不能引入新的杂质，应该选择双氧水，方程式为2 Fe^2＋＋H₂O₂＋2 H^＋＝2 Fe^3＋＋2H₂O。

（3）因为亚铁离子具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可以检验，即取溶液Ⅱ少许，加入(H^＋)KMnO₄溶液，若溶液不褪色，则Fe^2＋已充分转化。

Ⅱ．（1）发生反应的离子方程式为3Cu＋8 H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O，所以消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比（8－2）÷2︰2＝3︰2。

（2）要进一步提纯硫酸铜晶体，则需要重结晶。

（3）因为碱能使酚酞试液显红色，所以终点现象是加入最后一滴标准液，溶液变浅红色并在30s内不褪色。临近终点是pH会发生突变，图像为（见答案）。

（4）醋酸是弱酸，苯酚的酸性更弱，所以答案选BC。