Question

膽礬是重要的化工原料，工業(yè)上用Cu與濃H₂SO₄、濃HNO₃反應制備該物質，采取間歇加熱、逐漸加入濃HNO₃的方法來制備CuSO₄?5H₂O的新工藝．模擬制備裝置如圖所示，根據題意回答下列問題．
（1）如圖1裝置中，分液漏斗內裝的液體是______（填“濃硝酸”或“濃硫酸”），該發(fā)應會產生有毒氣體NO、NO₂等，錐形瓶中液體可以吸收該氣體，反應原理為：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂（該物質化學名是______）+H₂O．該裝置中攪拌器的作用是______．反應所得產品在______ （填“三頸燒瓶”或“錐形瓶”）中．
（2）如果銅粉、硫酸及硝酸都比較純凈，則制得的CuSO₄?5H₂O中常常含有的雜質是一種硝酸鹽，其化學式是______，已知10℃、20℃時有關物質的溶解度為：CuSO₄?5H₂O（17.4g、20.7g）；該硝酸鹽（95.3g、125.1g），提純CuSO₄?5H₂O的實驗操作是______．
（3）用無水硫酸銅檢驗某雙氧水中是否含水時，除了發(fā)現(xiàn)固體變藍外，還發(fā)現(xiàn)該雙氧水中有氣泡產生，對此現(xiàn)象你的猜想是______，檢驗該氣體的實驗操作是______．
（4）將0.80g CuSO₄?5H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如圖2所示．
①由圖2中可以看出，CuSO₄?5H₂O分解的最低溫度是______．
②試通過計算確定238℃時固體物質的化學式．（要計算過程）
③將CuSO₄?5H₂O固體加熱到570℃分解后，得到的主要產物是黑色粉末、硫的最高價氧化物和水蒸氣，該反應的化學方程式為______ CuO+SO₃↑+5H₂O↑

Answer 1

【答案】分析：（1）由生成的物質可推斷加入的物質，依據鹽的化學式讀法書寫NaNO₂的名稱，依據攪拌器在反應時的作用，依據敘述可知所得的產品存在的裝置；
（2）依據銅與硝酸也可以反應生成硝酸銅分析判斷；依據硫酸銅晶體的溶解度隨溫度變化的情況，分析采用的方法；
（3）依據雙氧水可以分解生成氧氣的知識進行猜想并驗證即可；
（4）由圖象中物質的變化情況分析硫酸銅晶體分解的最低溫度，依據238℃時固體物質的質量數據進行分析即可，依據信息中關于反應的敘述書寫方程式即可；
解答：解：（1）由生成的物質有氣體NO、NO₂等可推斷加入的物質是濃硝酸，依據鹽的化學式讀法可知NaNO₂可知其化學名稱為亞硝酸鈉，在反應中攪拌器在反應時的作用是充分接觸，加快反應速率，依據敘述可知所得的產品存在的裝置應該是在三頸燒瓶中；
（2）因為銅與濃硝酸也可以反應生成硝酸銅，所以制取的硫酸銅晶體中常含有硝酸銅的雜質；因為硫酸銅晶體的溶解度隨溫度變化不明顯，而硝酸銅的溶解度隨溫度變化很明顯，所以采用重結晶法可提純硫酸銅晶體；
（3）因為雙氧水可以分解生成氧氣，所以可猜想是銅離子起到了催化作用使雙氧水分解生成了氧氣，在檢驗是否是氧氣時一般是采用帶火星的木條看是否復燃完成；
（4）①由圖象中的信息可知CuSO₄?5H₂O樣品受熱脫水過程中在102℃物質的質量開始變小，所以硫酸銅晶體分解的最低溫度是102℃；
②解：設238℃時晶體化學式是CuSO₄?xH₂O
CuSO₄?5H₂OCuSO₄?xH₂O+（5-x）H₂O
    250       160+18x
   0.800g      0.570g
=
x=1
該晶體化學式是CuSO₄?H₂O．
③依據題中的信息可知產物是氧化銅、三氧化硫和水，所以化學方程式為：CuSO₄?5H₂OCuO+SO₃↑+5H₂O↑；
故答案為：（1）濃硝酸；亞硝酸鈉；充分接觸，加快反應速率；  三頸燒瓶；
（2）Cu（NO₃）₂； 重結晶（或冷卻結晶）；
（3）銅離子作催化劑，雙氧水分解出氧氣；用帶火星木條檢驗，看是否復燃．
（4）①102℃； ②CuSO₄?H₂O；CuSO₄?5H₂OCuO+SO₃↑+5H₂O↑；
點評：本題對同學們熟悉的化學知識進行重組創(chuàng)新，將實驗探究內容融合在其中，從原理分析、化學實驗基本操作、實驗計算等全方位考查同學們駕馭知識的能力．為此同學們在平時的實驗學習中要精益求精，關注課本實驗，理解實驗的要求和目的，這對提升同學們的實驗能力具有極大的益處．