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
题型:不详难度:来源:
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(Fe3+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Fe2+充分转化成Fe3+,实验操作是 发生反应的离子方程式: ⑶如何证明Fe2+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 。 |
答案
Ⅰ.⑴5 ⑵加入适量H2O2 2 Fe2++H2O2+2 H+=2 Fe3++2H2O ⑶取溶液Ⅱ少许,加入(H+)KMnO4溶液,若溶液不褪色,则Fe2+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-=3Cu2++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 Fe2++H2O2+2 H+=2 Fe3++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Fe2+已充分转化。 Ⅱ.(1)发生反应的离子方程式为3Cu+8 H++2NO3-=3Cu2++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。 |
举一反三
从废液FeCl3、FeCl2、CuCl2中回收Cu,同学们设计了如下方案:废液中加入过量的铁粉,过滤,向铁、铜混合物中加入足量的盐酸,过滤后得到铜。上述过程中发生的所有反应的离子方程式为: 这些反应所涉及的四种阳离子的氧化性顺序由大到小为 |
为测定 FeO 和 Fe2O3 固体混合物中 Fe元素的含量,可用氢气还原一定质量的此混合物并测定生成水的质量的方法来完成。若在实验室中选用下列实验装置来实现上述目的(图中夹持装置已略去,部分装置可重复使用)。请填空:
⑴仪器X的名称是 。 ⑵写出A中发生反应的离子方程式 , 实验前如何检验装置A的气密性 。 ⑶下图所示装置中与A装置具有相同作用的是 (填装置编号)。
⑷按正确的实验设计,所连接的装置顺序为:A→C→ → → 。 ⑸若FeO和Fe2O3混合物的质量为 ag,反应完全后生成水的质量为 b g,则混合物中Fe元素的质量分数为 (用含字母的数学式表示)。 |
[2012·潍坊一模] (14分)黄铜矿的主要成分是CuFeS2,是工业炼铜的主要原料。已知黄铜矿在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2,FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑,H2S是一种剧毒气体。某科研小组设计以黄铜矿为原料制取单质铜和氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如下: (1)92gCuFeS2在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2转移电子的物质的量为 。 (2)请简述检验气体Ⅰ的操作步骤 。 (3)在实验室中,欲用38%(密度为1.18g·mL-1)的盐酸配制30%的盐酸,需要的玻璃仪器主要有 。 (4)气体Ⅲ最好选用 (填写序号),其主要作用是 。欲选用下列仪器在实验室中制取纯净干燥的该气体。
装置A中发生反应的离子方程式为 。 选用合适装置导管口的连接顺序为a接 。图中仪器G的名称是 ;在使用该仪器时,应首先 。 |
[2012·石家庄质检](12分)某研究性学习小组为探究Cu(OH)2受热分解产物及产物性质,设计如下实验。
(1)取0.98 g Cu(OH)2固体加热,质量随温度变化的曲线如图1所示,产物A、B的化学式分别为 和 。 (2)取少量产物B加入足量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,该反应的离子方程式为 。 (3)为证明产物A在加热时能与NH3反应,某同学设计了如图Ⅱ(夹持装置未画出)所示实验装置。 ①简述检查该装置气密性的方法 。 ②实验过程中观察到两个明显现象: i直玻璃管中固体由黑色变为红色;ii装置乙中固体由白色变为蓝色。 能证明产物A与NH3发生了反应的判断依据的是 (填选项字母)。 a.只有i可以 b.只有ii可以 c.i或ii都可以 |
[2012·漳州质检](11分)某研究学习小组为探究Fe3+离子是否能氧化SO2,设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。 (1)甲同学利用以上实线框内装置制取SO2并进行探究实验。 ①装置A中发生反应的化学方程式为 。 ②装置B的作用是 。 ③反应一段时间后,甲同学取装置C中少量溶液,往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液观察到有白色沉淀产生。由此他得出结论:Fe3+可氧化SO2。 (2)乙同学认为甲同学的实验不严谨,他用以上虚线框内装置替代装置A,先使装置E内试剂反应一段时间后,关闭活塞1,打开活塞2,又反应片刻后,取装置C中少量溶液,往其中加入酸性KMnO4溶液,观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由此他得出结论:Fe3+已被SO2还原成Fe2+。 ①该实验制H2时需用浓硫酸配制450mL3mol/L的稀硫酸,配制中所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需 。 配制过程中若其它操作无误,但没有洗涤烧杯与玻璃棒,则所配制溶液的浓度会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 ②在该实验过程中H2所起得作用是 。 (3)丙同学认为甲、乙的实验均不严谨,为此他沿用乙同学的实验装置及操作,重新实验。待装置F内反应一段时间后,取装置C中少量溶液,往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液,得出与甲同学相同的结论。请你分析回答: ①甲同学实验不严谨的原因是 。(选填序号)A.SO2溶解量太小 | B.SO2不与Fe3+发生反应 | C.H2SO3与BaCl2不反应 | D.装置中的空气与SO2进入水中也可生成H2SO4 | ②乙同学的实验结论不严谨的原因是 。 |
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