Question

膽礬是重要的化工原料，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______（填“濃硝酸”或“濃硫酸”），該發(fā)應(yīng)會(huì)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______）+H₂O．該裝置中攪拌器的作用是______．反應(yīng)所得產(chǎn)品在______ （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______，已知10℃、20℃時(shí)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(shí)驗(yàn)操作是______．
（3）用無水硫酸銅檢驗(yàn)?zāi)畴p氧水中是否含水時(shí)，除了發(fā)現(xiàn)固體變藍(lán)外，還發(fā)現(xiàn)該雙氧水中有氣泡產(chǎn)生，對(duì)此現(xiàn)象你的猜想是______，檢驗(yàn)該氣體的實(shí)驗(yàn)操作是______．
（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______．
②試通過計(jì)算確定238℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式．（要計(jì)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(jià)氧化物和水蒸氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______ CuO+SO₃↑+5H₂O↑

Answer 1

【答案】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(shí)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(shí)進(jìn)行猜想并驗(yàn)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(shí)固體物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)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?yàn)殂~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?yàn)榱蛩徙~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?yàn)殡p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(yàn)是否是氧氣時(shí)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(shí)晶體化學(xué)式是CuSO₄?xH₂O
CuSO₄?5H₂OCuSO₄?xH₂O+（5-x）H₂O
    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?5H₂OCuO+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（NO₃）₂； 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(yàn)，看是否復(fù)燃．
（4）①102℃； ②CuSO₄?H₂O；CuSO₄?5H₂OCuO+SO₃↑+5H₂O↑；
點(diǎn)評(píng)：本題對(duì)同學(xué)們熟悉的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行重組創(chuàng)新，將實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容融合在其中，從原理分析、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)計(jì)算等全方位考查同學(xué)們駕馭知識(shí)的能力．為此同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中要精益求精，關(guān)注課本實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)的要求和目的，這對(duì)提升同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�具有極大的益處．