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(duì)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(shí)驗(yàn)室配制硫酸銅溶液時(shí)意外地發(fā)現(xiàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)少量白色渾濁,對(duì)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(yàn)編號(hào) |
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(shí)驗(yàn)室配制硫酸銅溶液時(shí)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Cu
2(OH)
2SO
4、Cu
3(OH)
4SO
4或Cu
4(OH)
6SO
4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(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]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(jì)算確定該白色沉淀中Cu
2+、OH
-、SO
42-的質(zhì)量比為
,其化學(xué)式為
. (寫出計(jì)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(yàn)證葡萄糖的存在.下面是三個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組分別從不同層面對(duì)此實(shí)驗(yàn)開展的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng):
Ⅰ.研究性學(xué)習(xí)小組甲對(duì)教材實(shí)驗(yàn)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(jià)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(jì)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?jiān)?br />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(duì)小組甲的質(zhì)疑,設(shè)計(jì)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 ④實(shí)驗(yàn)前,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(shí)驗(yàn)后,干燥管(含其中固體)質(zhì)量 。ㄒ阎?dú)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(jìn)行)
A.②④⑤⑧B.②③⑤C.①⑥⑦D.①②⑤
你認(rèn)為需要測(cè)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(jiǎng)授予了三位研究綠色化學(xué)的科學(xué)家”.綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境友好,實(shí)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(CuSO
4?5H
2O).他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單且符合綠色化學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)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:
.