Question

10．納米銅粉具有優(yōu)良的性質(zhì)，可用作化工催化劑．某研究性學(xué)習(xí)小組以CuSO₄•5H₂O為原料制備納米銅粉，其流程如圖1：
已知：①分散劑為有機(jī)物，其分子一端可溶入水中，另一端可在納米粒子表面形成有機(jī)薄膜阻止粒子團(tuán)聚；
②EDTA不參與反應(yīng)，其作用為防止Cu²⁺在堿性條件下沉淀；
（1）為了防止制備過程中納米粒子團(tuán)聚，第①步中加入的分散劑可能是bc．
a．三氯硅烷（SiHCl₃）b．正丁醇 c．丙三醇 d．乙酸乙酯
（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是□Cu²⁺+□BH₄^-+□8OH^-=□BO₂^-+□Cu+□H₂O
（3）第③步實(shí)驗(yàn)操作需要的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒；確定產(chǎn)品已充分干燥的方法是稱量至恒重．
（4）已知硫酸銅轉(zhuǎn)化率與KBH₄和CuSO₄物質(zhì)的量之比關(guān)系如圖2所示．該小組以125g CuSO₄•5H₂O為原料，最終得到產(chǎn)品30.72g，則混合溶液中含KBH₄0.625mol．

Answer 1

分析 （1）三氯硅烷易水解，乙酸乙酯不溶于水；
（2）銅離子與BH₄^-在堿性條件下反應(yīng)生成銅單質(zhì)和BO₂^-；
（3）第③步實(shí)驗(yàn)操作是過濾；兩次稱量質(zhì)量相同；
（4）125gCuSO₄•5H₂O溶于水得到A，A與KBH₄反應(yīng)得到銅單質(zhì)，攪拌、過濾、醇洗、真空干燥得到產(chǎn)品，根據(jù)銅元素守恒，求出轉(zhuǎn)化率，最后由圖查出含KBH₄的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）三氯硅烷易水解，乙酸乙酯不溶于水；分散劑為有機(jī)物，其分子一端可溶入水中，另一端可在納米粒子表面形成有機(jī)薄膜阻止粒子團(tuán)聚因此為了防止制備過程中納米粒子團(tuán)聚，加入的分散劑可能是正丁醇或丙三醇，故答案為：bc；
（2）銅離子與BH₄^-在堿性條件下反應(yīng)生成銅單質(zhì)和BO₂^-，反應(yīng)的離子方程式：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O，故答案為：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O；
（3）第③步實(shí)驗(yàn)操作是過濾，因此需要的玻璃儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯；確定產(chǎn)品已充分干燥的方法是兩次稱量質(zhì)量相同，故答案為：漏斗；玻璃棒；稱量至恒重；
（4）125gCuSO₄•5H₂O為0.5mol，最終得到銅30.72g為$\frac{30.72g}{64g/mol}$=0.48mol，即轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.48mol}{0.5mol}$=96%，則由圖查出比例KBH₄為0.5×1.25mol，故答案為：0.625．

點(diǎn)評 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，涉及物質(zhì)的制備、離子方程式的書寫以及物質(zhì)含量的計(jì)算等，題目難度中等．