Question

膽礬（CuSO₄·5H₂O）是銅的重要化合物，有著廣泛的應用。以下是CuSO₄·5H₂O的實驗室制備流程圖。

完成下列各題：
Ⅰ．（1）向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸，隨著銅粉的溶解可能觀察到的實驗現象    、    。
（2）制得的膽礬晶體（CuSO₄·5H₂O）中可能存在的雜質是       （寫化學式）。
（3）采用重量法測定CuSO₄·5H₂O的含量時，步驟如下：
①取樣，稱量    ②加水溶解   ③加氯化鋇溶液生成沉淀  ④過濾（其余步驟省略）
在過濾前，需要檢驗是否沉淀完全，其操作是                   。
Ⅱ. 某研究性學習小組用ZRY-1型熱重分析儀對12.5克硫酸銅晶體(CuSO₄·5H₂O)進行熱重分析，隨溫度的升高，硫酸銅晶體依次發生下列反應。
a.CuSO₄·5H₂OCuSO₄＋5H₂O
b.CuSO₄CuO＋SO₃↑，2SO₃2SO₂＋O₂
c.4CuO2Cu ₂ O＋O₂↑
請回答下列問題：
（1）實驗過程中熱重分析儀測得殘留固體質量為3.8 g，試推斷該固體的組分是   (寫化學式)，其對應的物質的量之比是     。
（2）熱重分析儀加熱晶體至恒重后，將全部氣體導出，通入氫氧化鋇溶液充分反應，所得沉淀經過濾、洗滌、干燥，質量為       g。

Answer 1

Ⅰ.  （1）溶液呈藍色、有紅棕色氣體產生    （2）Cu(NO₃)₂
（3）在上層清液中繼續滴加氯化鋇溶液，觀察有無沉淀產生,若無，則沉淀完全
Ⅱ.（1）Cu₂O、CuO（2分）  1∶2（2分）(比值要和前一空物質次序對應,即n(Cu₂O):n(CuO）="1:2" )
（2）11.65（2分）

解析試題分析：Ⅰ．（1）向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸，溶液中存在氫離子和硝酸根離子，此時銅粉相當于和硝酸發生了反應，觀察到的實驗現象溶液呈藍色、有紅棕色氣體產生。（2）由于制備中存在硝酸根，所以制得的膽礬晶體（CuSO₄·5H₂O）中可能存在的雜質是)Cu(NO₃)₂。（3）要檢驗是否沉淀完全，可通過檢驗硫酸根離子是否含有，其操作是在上層清液中繼續滴加氯化鋇溶液，觀察有無沉淀產生,若無，則沉淀完全。Ⅱ.（1）12.5克硫酸銅晶體(CuSO₄·5H₂O)是0.05mol，若只生成氧化銅，則為0.05mol（4g），不可能。若只生成氧化亞銅，則為0.025mol(3.6g)，不可能；所以殘留3.8 g固體為兩者混合物。設氧化銅和氧化亞銅物質的量分別為x和y，則有x+2y=0.05,80x+144y=3.8。求得y:x=1:2。（2）三氧化硫和二氧化硫的生成量與銅的物質的量相同，即為0.05mol,將全部氣體導出，通入氫氧化鋇溶液充分反應，所得沉淀是硫酸鋇和亞硫酸鋇，亞硫酸鋇最終被氧化為硫酸鋇，可知硫酸鋇的物質的量為0.05mol,質量為)11.65g。
考點：本題考查化工流程圖中的問題分析。