(13分)實驗室以含有少量鐵的粗銅粉和硫酸與硝酸的混合溶液為原料制備CuSO4·5H2O(膽礬)晶體。設(shè)計的工藝流程圖如下:

請回答下列問題:

(1)根據(jù)反應(yīng)原理,操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理論配比(物質(zhì)的量之比)為________。操作②中需要把NO與_____氣體混合通入水中,混入該氣體的目的是__________________________(用化學(xué)方程式表示)。

(2)溶液I中存在一定濃度的Fe3+、Cu2+,在該濃度時生成氫氧化物沉淀的pH如下表。操作③中某學(xué)生設(shè)計物質(zhì)X為H2O,若加水調(diào)整溶液pH,則Fe(OH)3開始沉淀的pH_______1.9(填“<”、“>”或“=”);而實際操作中一般不用此法調(diào)節(jié)溶液pH,其主要原因是___________________。

(3)操作④中物質(zhì)Y為_______。查閱資料知CuSO4·5H2O的溶解度曲線如圖所示,則操作⑤應(yīng)采取的措施是蒸發(fā)濃縮、______________、過濾、洗滌、干燥等。

(4)為測定膽礬中結(jié)晶水的數(shù)目,稱取25.0g膽礬品體在坩堝中加熱,固體質(zhì)量隨溫度升高而變化的曲線如圖。

當(dāng)固體質(zhì)量為8.0g時,觀察到固體完全呈黑色。請列式計算開始稱取的膽礬中結(jié)晶水的數(shù)目。

(1)2:3;O2;2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO(或4NO+2H2O+3O2=4HNO3)

(2)> 不利于蒸發(fā)濃縮 (3)H2SO4 冷卻至30℃以下結(jié)晶 (4)5

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)離子方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可知2mol硝酸根需要8mol氫離子,當(dāng)2mol硝酸只能提供2mol氫離子,所以還需要3mol硫酸提供6mol氫離子,則操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理論配比為2:3;NO要轉(zhuǎn)化為硝酸,需要通入氧化劑氧氣,有關(guān)反應(yīng)的方程式為2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)pH大于1.9時開始析出氫氧化鐵沉淀。如果加水調(diào)節(jié)pH,則由于溶劑過多而不利于后續(xù)的蒸發(fā)濃縮。

(3)從溶液中得到硫酸銅晶體時為防止銅離子水解,需要加入稀硫酸再蒸發(fā)濃縮。根據(jù)圖像可知溫度超過30℃時膽礬會失去部分結(jié)晶水,所以則操作⑤應(yīng)采取的措施是蒸發(fā)濃縮、冷卻至30℃以下結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等。

(4)設(shè)膽礬晶體為CuSO4·xH2O

CuSO4·xH2O~~~CuO

160+18x 80

25.0g 8.0g

解得x=5

考點:考查膽礬制備的有關(guān)實驗設(shè)計與探究

練習(xí)冊系列答案
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0.2L 1mol/LFeCl3與0.3L 1mol/LMgCl2兩溶液中,Cl—的物質(zhì)的量濃度之比為

A.3∶2 B.1∶1 C.2∶3 D.1∶3

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已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2?3H2O。

②純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全。

③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L。

(1)160 g/L NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為 。

(2)發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是 (選填序號)。

a.將SO2氧化成SO3,增強(qiáng)酸性;

b.稀釋ClO2以防止爆炸;

c.將NaClO3氧化成ClO2

(3)吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。吸收塔的溫度不能超過20℃,其目的是 。

(4)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是 。

(5)吸收塔中為防止NaClO2被還原成NaCl,所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2O2外,還可以選擇的還原劑是 (選填序號)。

a.Na2O2 b.Na2S c.FeCl2

(6)從濾液中得到NaClO2?3H2O粗晶體的實驗操作依次是 (選填序號)。

a.蒸餾

b.蒸發(fā)

c.灼燒

d.過濾

e.冷卻結(jié)晶

要得到更純的NaClO2?3H2O晶體必須進(jìn)行的操作是 (填操作名稱)。

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下列對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是

A.KIO3與KI在酸性溶液中反應(yīng):

B.向碳酸氫銨溶液中加過量氫氧化鈉溶液并加熱:

C.將過量二氧化硫通入稀氨水中:

D.用稀硝酸洗滌試管內(nèi)壁的銀鏡:

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物質(zhì)間常常相互聯(lián)系、互相影響著,微粒也不例外。下列各組離子可能大量共存的是

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關(guān)于下列各裝置圖的敘述中,正確的是

A.裝置①陽極有紅色物質(zhì)析出

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M、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,各元素在周期表中的位置如圖所示,其中只有M屬于金屬元素。下列說法中,錯誤的是

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A.25% B.50% C.75% D.80%

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