Question

某課外研究小組，用含有較多雜質的銅粉，通過不同的化學反應制取膽礬．其設計的實驗過程為（粗制氧化銅中還含有較多的銅）：

完成下列填空：
（1）銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時除三腳架、坩堝鉗、泥三角外，實驗所需的儀器還須有

 

．
（2）通過途徑Ⅱ實現用粗制氧化銅制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、

 

、冷卻結晶、

 

、自然干燥．
（3）由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑Ⅰ相比途徑Ⅱ的優(yōu)點是：

 

、

 

．
（4））在測定所得膽礬（CuSO₄?xH₂O）中結晶水x值的實驗過程中：稱量操作至少進行

 

次．
（5）若測定結果x值偏高，可能的原因是

 

a．加熱溫度過高            b．膽礬晶體的顆粒較大
c．加熱后放在空氣中冷卻     d．膽礬晶體部分風化．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）根據給固體加熱的操作方法進行判斷需要的儀器，然后寫出還缺少的儀器名稱；
（2）由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經過濾后加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液，冷卻結晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體；
（3）途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應，消耗較多硫酸，并產生污染性二氧化硫氣體；
（4）應稱量坩堝的質量，坩堝和晶體的質量，加熱后坩堝的質量，加熱后再稱量一次坩堝的質量，判斷質量是否發(fā)生變化，共稱量4次；
（5）a．溫度過高，會導致硫酸銅分解，質量變化較大；            
b．膽礬晶體的顆粒較大，會導致晶體解熱分解不完全，質量變化偏�。�
c．在空氣中冷卻，會吸收空氣中的水重新形成晶體；    
d．膽礬晶體部分風化，會使水的含量較小，結果偏�。�

解答： 解：（1）樣品需要放在瓷坩堝中、用酒精燈加熱、加熱時將瓷坩堝放在三腳架上的泥三角上加熱、加熱過程中需要用玻璃棒攪拌、移動瓷坩堝需要使用坩堝鉗、加熱后放在石棉網上冷卻，所以灼燒時除三腳架、坩堝鉗、泥三角外，實驗所需的儀器還須有：瓷坩堝、酒精燈、玻璃棒，
故答案為：瓷坩堝、酒精燈、玻璃棒；    
（2）由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經過濾后加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液，冷卻結晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體，
故答案為：蒸發(fā)；過濾；
（3）比較反應的兩個途徑，途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應，消耗較多硫酸，并產生污染性二氧化硫氣體，所以與途徑Ⅰ相比途徑Ⅱ的優(yōu)點是：產生等量膽礬途徑 II消耗硫酸少，途徑II不會產生污染大氣的氣體
故答案為：產生等量膽礬途徑 II消耗硫酸少；途徑II不會產生污染大氣的氣體；
（4）測定所得膽礬（CuSO₄?xH₂O）中結晶水x值，應稱量坩堝的質量，坩堝和晶體的質量，加熱后坩堝的質量，加熱后再稱量一次坩堝的質量，判斷質量是否在誤差允許范圍內及兩次值是否相差不超過0.1g，共稱量4次，
故答案為：4；
（5）a．加熱溫度過高，會導致硫酸銅分解，質量變化較大，導致結果偏大，故a正確；            
b．膽礬晶體的顆粒較大，會導致晶體解熱分解不完全，質量變化偏小，結果偏小，故b錯誤；
c．加熱后放在空氣中冷卻，會吸收空氣中的水重新形成晶體，結果偏小，故c錯誤；    
d．膽礬晶體部分風化，會使水的含量較小，結果偏小，故d錯誤．
故答案為：a．

點評：本題通過膽礬的制備流程，考查了物質制備方案的設計，涉及銅及其化合物的性質應用、化學實驗基本操作、環(huán)境保護等知識，題目難度中等，注意掌握物質制備方案的方法，明確制備原理及正確的操作方法為解答關鍵．