膽礬(CuSO4?5H2O)是重要的化工原料,工業(yè)上用Cu與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)制備該物質(zhì),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(jù)題意回答下列問題.
(1)如圖1裝置中,分液漏斗內(nèi)裝的液體是
濃硝酸
濃硝酸
(填“濃硝酸”或“濃硫酸”),該發(fā)應(yīng)會產(chǎn)生有毒氣體NO、NO2等,錐形瓶中液體可以吸收該氣體,反應(yīng)原理為:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2(該物質(zhì)化學(xué)名是
亞硝酸鈉
亞硝酸鈉
)+H2O.該裝置中攪拌器的作用是
充分接觸,加快反應(yīng)速率
充分接觸,加快反應(yīng)速率
.反應(yīng)所得產(chǎn)品在
三頸燒瓶
三頸燒瓶
 (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(zhì)是一種硝酸鹽,其化學(xué)式是
Cu(NO32
Cu(NO32
,已知10℃、20℃時有關(guān)物質(zhì)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
重結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶)
重結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶)

(3)用無水硫酸銅檢驗?zāi)畴p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(chǎn)生,對此現(xiàn)象你的猜想是
銅離子作催化劑,雙氧水分解出氧氣
銅離子作催化劑,雙氧水分解出氧氣
,檢驗該氣體的實驗操作是
用帶火星木條檢驗,看是否復(fù)燃
用帶火星木條檢驗,看是否復(fù)燃

(4)將0.80g CuSO4?5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)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
102℃
102℃

②試通過計算確定238℃時固體物質(zhì)的化學(xué)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(chǎn)物是黑色粉末、硫的最高價氧化物和水蒸氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3↑+5H2O↑
CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3↑+5H2O↑
分析:(1)由生成的物質(zhì)可推斷加入的物質(zhì),依據(jù)鹽的化學(xué)式讀法書寫NaNO2的名稱,依據(jù)攪拌器在反應(yīng)時的作用,依據(jù)敘述可知所得的產(chǎn)品存在的裝置;
(2)依據(jù)銅與硝酸也可以反應(yīng)生成硝酸銅分析判斷;依據(jù)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(jù)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(zhì)的變化情況分析硫酸銅晶體分解的最低溫度,依據(jù)238℃時固體物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)據(jù)進行分析即可,依據(jù)信息中關(guān)于反應(yīng)的敘述書寫方程式即可;
解答:解:(1)由生成的物質(zhì)有氣體NO、NO2等可推斷加入的物質(zhì)是濃硝酸,依據(jù)鹽的化學(xué)式讀法可知NaNO2可知其化學(xué)名稱為亞硝酸鈉,在反應(yīng)中攪拌器在反應(yīng)時的作用是充分接觸,加快反應(yīng)速率,依據(jù)敘述可知所得的產(chǎn)品存在的裝置應(yīng)該是在三頸燒瓶中;
(2)因為銅與濃硝酸也可以反應(yīng)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(zhì);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(jié)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(fù)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(zhì)的質(zhì)量開始變小,所以硫酸銅晶體分解的最低溫度是102℃;
②解:設(shè)238℃時晶體化學(xué)式是CuSO4?xH2O
CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4?xH2O+(5-x)H2O
    250       160+18x
   0.800g      0.570g
250
160+18x
=
0.800g
0.570g

x=1
該晶體化學(xué)式是CuSO4?H2O.
③依據(jù)題中的信息可知產(chǎn)物是氧化銅、三氧化硫和水,所以化學(xué)方程式為:CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3↑+5H2O↑;
故答案為:(1)濃硝酸;亞硝酸鈉;充分接觸,加快反應(yīng)速率;  三頸燒瓶;
(2)Cu(NO32; 重結(jié)晶(或冷卻結(jié)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(fù)燃.
(4)①102℃; ②CuSO4?H2O;CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3↑+5H2O↑;
點評:本題對同學(xué)們熟悉的化學(xué)知識進行重組創(chuàng)新,將實驗探究內(nèi)容融合在其中,從原理分析、化學(xué)實驗基本操作、實驗計算等全方位考查同學(xué)們駕馭知識的能力.為此同學(xué)們在平時的實驗學(xué)習(xí)中要精益求精,關(guān)注課本實驗,理解實驗的要求和目的,這對提升同學(xué)們的實驗?zāi)芰哂袠O大的益處.
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相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)銅及其化合物是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常用的物質(zhì),下面是對銅及其化合物的探究.
問題一:硫酸銅溶液的配制
小明同學(xué)在實驗室配制硫酸銅溶液時意外地發(fā)現(xiàn)有時會出現(xiàn)少量白色渾濁,對此,他和化學(xué)興趣小組同學(xué)作出如下探究.
配置用水 有渾濁 有渾濁
自來水 無渾濁 有渾濁
市售純凈水 無渾濁 有渾濁
醫(yī)用純凈水 無渾濁 無渾濁
試驗編號 1 2 3 4 5 6 7
飽和溶液 2 4 6 8 16 32 128
現(xiàn)   象 白色渾濁→澄清
圖 1
(1)形成渾濁條件分析:小明分別作出如圖1配制方式,并記錄現(xiàn)象如下:
另外,他將配好的飽和且澄清的硫酸銅溶液滴入純凈水中有如上現(xiàn)象,在配制過程中形成白色渾濁的因素可能有
 
 
、
 
等,因此,在實驗室配制硫酸銅溶液時要用的配制用水是
 
 (選填“自來水、市售純凈水、醫(yī)用蒸餾水”)、在
 
(選填“較低溫度、較高溫度”)下配制稍濃些的硫酸銅溶液.
(2)白色渾濁成分分析.
[查閱資料]同學(xué)們上網(wǎng)查閱資料獲知:此白色沉淀是一種名為堿式硫酸銅的物質(zhì),它可溶于酸,其有多種可能的組成,如Cu2(OH)2SO4、Cu3(OH)4SO4或Cu4(OH)6SO4等.為確定此次得到的白色沉淀究竟是哪種組成,小明設(shè)計實驗如下:
[設(shè)計實驗]稱取5.16g白色沉淀,分成兩等份:一份溶于足量的 中,向溶液中滴加足量的氯化鋇溶液,過濾、洗滌、干燥,得2.33g白色固體;將另一份固體在空氣中充分灼燒得到黑色固體1.60g.
[得出結(jié)論]通過計算確定該白色沉淀中Cu2+、OH-、SO42-的質(zhì)量比為
 
,其化學(xué)式為
 
. (寫出計算過程,共4分)
問題二:氫氧化銅與葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)物的分析
利用新制氫氧化銅可以驗證葡萄糖的存在.下面是三個研究性學(xué)習(xí)小組分別從不同層面對此實驗開展的研究性學(xué)習(xí)活動:
Ⅰ.研究性學(xué)習(xí)小組甲對教材實驗結(jié)論葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)生成的紅色沉淀是Cu2O,提出質(zhì)疑,他們認(rèn)為紅色沉淀不一定是氧化亞銅.為了確定紅色沉淀的成分,開展了如下研究:
提出猜想:紅色沉淀可能是
 
、
 
或二者混合物.
查閱資料:①氧化亞銅能與酸反應(yīng),得到+2價的銅離子和單質(zhì)銅;②在空氣中灼燒氧化亞銅生成氧化銅;③銅能與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、水和一氧化氮.
設(shè)計方案:方案1:取該紅色沉淀溶于足量的稀硝酸中,觀察溶液顏色變化;
方案2:取該紅色沉淀溶于足量的稀硫酸中,觀察是否有殘渣;
方案3:稱取紅色沉淀a g,在空氣中充分灼燒至完全變黑,并在干燥器里冷卻,再稱重,反復(fù)多次直到固體恒重,稱得質(zhì)量為b g,比較a、b關(guān)系;
你認(rèn)為合理的方案是
 

Ⅱ.研究性學(xué)習(xí)小組乙針對小組甲的質(zhì)疑,設(shè)計新的探究方案,裝置如圖2所示.

①通入氫氣體積 、诜磻(yīng)前,紅色沉淀+硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量
③完全反應(yīng)后,紅色固體+硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量 、軐嶒炃,干燥管(含其中固體)質(zhì)量
⑤硬質(zhì)玻璃管質(zhì)量 、掬\粒質(zhì)量  ⑦稀硫酸中含溶質(zhì)的量 、鄬嶒灪,干燥管(含其中固體)質(zhì)量 。ㄒ阎獨錃庠诩訜釛l件下能與金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng),且假設(shè)反應(yīng)能完全進行)
A.②④⑤⑧B.②③⑤C.①⑥⑦D.①②⑤
你認(rèn)為需要測定上述
 
 (選擇正確的字母填空)即可確定上述紅色沉淀成分.
Ⅲ.研究性學(xué)習(xí)小組丙上網(wǎng)查閱得知,“2005年諾貝爾化學(xué)獎授予了三位研究綠色化學(xué)的科學(xué)家”.綠色化學(xué)強調(diào)對環(huán)境友好,實現(xiàn)零排放.“變廢為寶”符合綠色化學(xué)要求.他們收集上述紅色沉淀制備化學(xué)試劑--膽礬(CuSO4?5H2O).他們設(shè)計了一個簡單且符合綠色化學(xué)要求的實驗方案:將紅色固體反復(fù)灼燒后,用足量稀硫酸溶解,再將所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶,減壓過濾,用少量95%的酒精淋洗晶體,晾干或用濾紙吸干.晶體用酒精淋洗而不用水洗的好處是:
 

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)某企業(yè)是一家以生產(chǎn)電纜類產(chǎn)品為主的地方明星企業(yè).在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜).某化學(xué)興趣小組的同學(xué)得知這一情況后,提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4?5H2O).
Ⅰ、硫酸銅的制備
方案1:甲同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識,提出了制備硫酸銅方案:
精英家教網(wǎng)
方案2:乙同學(xué)根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
精英家教網(wǎng)
(1)上述方案中的①、②、③三處,與銅或銅的化合物有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式分別是:
 
;②
 
;③
 
;
(2)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進行比較,你認(rèn)為方案
 
(填1或2)更合理.理由是:
 

(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的原因為
 

(4)若上述方案所用的稀硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.8%,問每1L98%的濃硫酸(密度為1.84g/mL)能配制出這種稀硫酸
 
g,需水
 
L(水的密度為1.0g/mL).在實驗室中稀釋濃硫酸時,是如何操作的:
 

(5)興趣小組同學(xué)一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體.晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是
 

Ⅱ、硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定:在老師的指導(dǎo)下,學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)進行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量-溫度的關(guān)系如下圖.
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍色逐漸變?yōu)?!--BA-->
 
色,最終變?yōu)楹谏?BR>(2)650℃以上時,硫酸銅固體就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
;
(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4?xH2O中x的值為
 
,CuSO4?xH2O的CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
 
.(寫出計算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價為
 
價.堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3?Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為
 
,其殺菌機理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是
 
(填一種有機物名稱).

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

5、下列是生產(chǎn)、生活中常見的物質(zhì),其名稱、俗名、化學(xué)式一致的是(  )

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某實驗小組欲用10克膽礬(CuSO4?5H2O)制取氧化銅并證明氧化銅能加快H2O2的分解.
Ⅰ.請你完成他們制取氧化銅的實驗步驟.(提示:氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水)
(1)稱取10克膽礬,將其放入小燒杯中,再
 

(2)向步驟(1)中的燒杯內(nèi)滴加一定量的
 
溶液,產(chǎn)生大量的沉淀.
(3)將步驟(2)所得混合物過濾、洗滌.
(4)檢驗濾液中是否含硫酸銅,操作方法是
 

(5)檢驗步驟(3)固體殘渣是否洗滌干凈,操作方法是
 

(6)將洗滌干凈的固體殘渣加熱直至全部變?yōu)楹谏难趸~.
精英家教網(wǎng)Ⅱ.小明設(shè)計了右圖實驗裝置來證明氧化銅能加快雙氧水(溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約5%)的分解并與二氧化錳的催化效果進行比較(即比較反應(yīng)速率).用圖示裝置測量產(chǎn)生氣體的體積,其它可能影響實驗因素均已忽略,相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
序號 雙氧水體積 催化劑 待測數(shù)據(jù)
15mL  
15mL CuO(0.5g)  
15mL MnO2(0.5g)  
(1)從設(shè)計裝置來看,有一個明顯的缺陷,你認(rèn)為如何糾正
 

(2)從設(shè)計原理看,實驗中的“待測數(shù)據(jù)”可以是指
 

(3)實驗時氣體收集在圖Ⅱ的球型漏斗中.若要保證讀取的氣體體積沒有誤差,在讀數(shù)前應(yīng)進行的操作是
 
.若要檢驗產(chǎn)生的氣體是氧氣,應(yīng)打開單孔橡皮塞,
 


(4)為探究CuO在實驗②中是否起催化作用,除與①比較外,還需補做下列實驗(不必寫具體操作):a.證明CuO的化學(xué)性質(zhì)沒有改變;b.
 

(5)如果三個實驗中所用雙氧水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,對實驗結(jié)果
 
(選填“有”或“沒有”)明顯影響.
Ⅲ.(1)寫出雙氧水在氧化銅的催化作用下分解產(chǎn)生氧氣的方程式
 

(2)已知該雙氧水中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,若產(chǎn)生氧氣0.16g,那實際消耗的過氧化氫溶液質(zhì)量是多少?(要有計算過程)

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(2012?潤州區(qū)二模)在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜).某化學(xué)興趣小組提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4?XH2O).
查閱資料:(1)過氧化氫在常溫下會緩慢分解為氧氣和水.對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2 )都會促進其分解.
(2)CuSO4?XH2O可溶于水,在加熱時會生成CuSO4和H2O.
I、硫酸銅的制備
方案1:甲同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識,提出了制備硫酸銅方案:
方案2:乙同學(xué)根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)寫出上述方案中的②處銅或銅的化合物有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式是:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(2)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進行比較,你認(rèn)為方案
2
2
(填1或2)更合理.理由是:
耗能少或無污染
耗能少或無污染

(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的可能的原因為
防止H2O2受熱分解
防止H2O2受熱分解

(4)若上述方案所用的稀硫酸是在實驗室中由稀釋濃硫酸得到,在稀釋濃硫酸時的操作是:
將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨?/div>
將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨?/div>
并用玻璃棒不斷攪拌
并用玻璃棒不斷攪拌

(5)興趣小組同學(xué)一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體.晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是
減少硫酸銅晶體因溶于水而損失
減少硫酸銅晶體因溶于水而損失

II、硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)進行熱分解,
獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系如圖.
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍色逐漸變?yōu)?!--BA-->
色,最終變?yōu)楹谏?br />(2)650℃以上時,硫酸銅固體就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2↑;
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2↑;
;
(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4?xH2O中x的值為
5
5
.(請寫出計算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出剩余固體的化學(xué)式:
Cu2O
Cu2O

Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價為
+2
+2
.堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3?Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為
CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其殺菌機理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是
蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)
(填一種有機物名稱).

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