Question

【題目】硫酸銅是一種常見(jiàn)的化工產(chǎn)品，它在紡織、印染、醫(yī)藥、化工、電鍍以及木材和紙張的防腐等方面有極其廣泛的用途。實(shí)驗(yàn)室制備硫酸銅的步驟如下:

①在儀器a中先加入20g銅片、60 mL水，再緩緩加入17 mL濃硫酸:在儀器b中加入39 mL濃硝酸;在儀器c中加入20%的石灰乳150 mL。

②從儀器b中放出約5mL濃硝酸，開(kāi)動(dòng)攪拌器然后采用滴加的方式逐漸將濃硝酸加到儀器a中，攪拌器間歇開(kāi)動(dòng)。當(dāng)最后滴濃硝酸加完以后，完全開(kāi)動(dòng)攪拌器，等反應(yīng)基本停止下來(lái)時(shí)，開(kāi)始用電爐加熱直至儀器a中的紅棕色氣體完全消失，立即將導(dǎo)氣管從儀器c中取出，再停止加熱。

③將儀器a中的液體倒出，取出未反應(yīng)完的銅片溶液冷卻至室溫.析出藍(lán)色晶體.回答下列問(wèn)題:

（1）將儀器b中液體滴入儀器a中的具體操作是__________。

（2）寫(xiě)出裝置a中生成CuSO4的化學(xué)方程式:_______。

（3）步驟②電爐加熱直至儀器a中的紅棕色氣體完全消失，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生的氣體是______，該氣體無(wú)法直接被石灰乳吸收，為防止空氣污染，請(qǐng)畫(huà)出該氣體的吸收裝置（標(biāo)明所用試劑及氣流方向）______。

（4）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)制取的硫酸銅晶體中常含有少量Cu（NO3）2,可來(lái)用重結(jié)晶法進(jìn)行提純，檢驗(yàn)Cu（NO3）2是否被除凈的方法是_______。

（5）工業(yè)上也常采用將銅在450 °C左右焙燒，再與一定濃度的硫酸反應(yīng)制取硫酸銅的方法，對(duì)比分析本實(shí)驗(yàn)采用的硝酸氧化法制取CuSO4的優(yōu)點(diǎn)是_______。

（6）用滴定法測(cè)定藍(lán)色晶體中Cu2+的含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL用c mol·L-1EDTA（H2Y ）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液b mL，滴定反應(yīng)為Cu2++H2Y =CuY +2H+，藍(lán)色晶體中Cu2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____%.

Answer 1

【答案】打開(kāi)玻璃塞[或旋轉(zhuǎn)玻璃塞，使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔]，再將分液漏斗下面的活塞擰開(kāi)，使液體滴下 Cu + H2SO4 + 2HNO3 = CuSO4 +2NO2↑+2H2O NO 取少量除雜后的樣品，溶于適量稀硫酸中，加入銅片，若不產(chǎn)生無(wú)色且遇空氣變?yōu)榧t棕色的氣體，說(shuō)明已被除凈 能耗較低，生成的NO2可以被堿液吸收制取硝酸鹽或亞硝酸鹽等副產(chǎn)品，步驟簡(jiǎn)單易于操作(答對(duì)兩個(gè)或其他合理答案即可給分)

【解析】

Cu和H2SO4、HNO3反應(yīng)生成CuSO4、NO2和H2O，本實(shí)驗(yàn)采用的硝酸氧化法制取CuSO4，減少了能源消耗，生成的NO2和堿液反應(yīng)生成硝酸鹽或亞硝酸鹽，制得的硫酸銅中含有少量Cu(NO3)2，可用重結(jié)晶法進(jìn)行提純，檢驗(yàn)Cu(NO3)2是否被除凈，主要是檢驗(yàn)硝酸根，根據(jù)硝酸根在酸性條件下與銅反應(yīng)生成NO，NO與空氣變?yōu)榧t棕色現(xiàn)象來(lái)分析。

⑴將儀器b中液體滴入儀器a中的具體操作是打開(kāi)玻璃塞[或旋轉(zhuǎn)玻璃塞，使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔]，再將分液漏斗下面的活塞擰開(kāi)，使液體滴下；故答案為：打開(kāi)玻璃塞[或旋轉(zhuǎn)玻璃塞，使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔]，再將分液漏斗下面的活塞擰開(kāi)，使液體滴下。

⑵根據(jù)題中信息得到裝置a中Cu和H2SO4、HNO3反應(yīng)生成CuSO4、NO2和H2O，其化學(xué)方程式：Cu + H2SO4 + 2HNO3 = CuSO4 +2NO2↑+2H2O；故答案為：Cu + H2SO4 + 2HNO3 = CuSO4 +2NO2↑+2H2O。

⑶步驟②電爐加熱直至儀器a中的紅棕色氣體完全消失，二氧化氮與水反應(yīng)生成NO，因此會(huì)產(chǎn)生的氣體是NO，該氣體無(wú)法直接被石灰乳吸收，NO需在氧氣的作用下才能被氫氧化鈉溶液吸收，因此為防止空氣污染，該氣體的吸收裝置為；故答案為：NO；。

⑷通過(guò)本實(shí)驗(yàn)制取的硫酸銅晶體中常含有少量Cu(NO3)2，可用重結(jié)晶法進(jìn)行提純，檢驗(yàn)Cu(NO3)2是否被除凈，主要是檢驗(yàn)硝酸根，根據(jù)硝酸根在酸性條件下與銅反應(yīng)生成NO，NO與空氣變?yōu)榧t棕色，故答案為：取少量除雜后的樣品，溶于適量稀硫酸中，加入銅片，若不產(chǎn)生無(wú)色且遇空氣變?yōu)榧t棕色的氣體，說(shuō)明已被除凈。

⑸工業(yè)上也常采用將銅在450°C左右焙燒，再與一定濃度的硫酸反應(yīng)制取硫酸銅的方法，對(duì)比分析本實(shí)驗(yàn)采用的硝酸氧化法制取CuSO4，工業(yè)上銅在450°C左右焙燒，需要消耗能源，污染較少，工藝比較復(fù)雜，而本實(shí)驗(yàn)減少了能源的消耗，生成的氮氧化物可以被堿液吸收制取硝酸鹽或亞硝酸鹽等副產(chǎn)品，步驟簡(jiǎn)單易于操作；故答案為：能耗較低，生成的NO2可以被堿液吸收制取硝酸鹽或亞硝酸鹽等副產(chǎn)品，步驟簡(jiǎn)單易于操作(答對(duì)兩個(gè)或其他合理答案即可給分)。

⑹根據(jù)反應(yīng)為Cu2++H2Y =CuY +2H+，得出n(Cu2+) = n(H2Y) = c molL1×b×103L×5 =5bc×103 mol，藍(lán)色晶體中Cu2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)；故答案為：。