Question

CuSO₄ ∙ 5H₂O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。

(一)CuSO₄·5H₂O制取

完成下列填空：

(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加少量浓硝酸(可加热)，铜粉溶解时可以观察到的实验现象：_____。

(2)根据反应原理，硝酸与硫酸的理论配比（物质的量之比）为______________________。

(3)步骤Ⅰ______________；步骤Ⅱ______________。

（二）胆矾中CuSO₄·5H₂O含量的测定

已知：CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄

(1)实验方案如下，并将步骤④补全：

①将12.500g胆矾样品溶解，配成100mL溶液，取25mL于烧杯中；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氢氧化钠溶液使Cu²⁺完全沉淀(不考虑其它副反应)；

③过滤，多余的氢氧化钠溶液用0.5000mol/L盐酸滴定至终点，耗用10.00mL盐酸；

④___________________________

⑤数据处理。

(2)在滴定中，眼睛应注视__________；滴定终点时，准确读数应该是滴定管上________所对应的刻度。

(3)就方案中数据进行处理，则样品CuSO₄·5H₂O中质量分数为___________。步骤③中沉淀未洗涤，导致结果______(填偏大、偏小、无影响)。

Answer

无色气体变为红棕色气体，溶液呈蓝色 2:3 蒸发浓缩 冷却结晶 做平行实验1~2次 锥形瓶中溶液颜色变化 蓝线粗细交接点 0.8 偏大

【解析】

(一)CuSO4•5H2O制取，Cu和稀硫酸不反应，加入浓硝酸后，二者反应生成铜离子、NO，加入足量稀硫酸，使硝酸完全转化为NO，然后过滤得到硫酸铜溶液，蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤得到CuSO4•5H2O晶体；

(二)(4)①将12.500g胆矾样品溶解，配成100mL溶液，取25mL于烧杯中，目的是配制一定物质的量浓度溶液；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氢氧化钠溶液使Cu2+完全沉淀（不考虑其它副反应），二者反应方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4；

③过滤，多余的氢氧化钠溶液用0.5000mol/L盐酸滴定至终点，耗用10.00mL盐酸，盐酸消耗多余的HCl，反应方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O；

④做平行实验减小实验误差；

⑤数据处理．

(5)在滴定中，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化；滴定终点时，准确读数应该是滴定管上蓝线粗细交接点所对应的刻度；

(6)n(NaOH)=0.2500mol/L×0.1L=0.025mol，n(HCl)=0.5000mol/L×0.010L=0.005mol，根据HCl+NaOH=NaCl+H2O知，盐酸消耗n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol，所以与硫酸铜反应n(NaOH)=0.025mol-0.005mol=0.02mol，根据得CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4，n(CuSO4)=n(NaOH)=×0.02mol=0.01mol，100mL中硫酸铜的物质的量=0.01mol×4=0.04mol，结合Cu原子守恒，根据质量分数公式计算其质量分数；步骤③中沉淀未洗涤，导致沉淀质量增大，所以测定结果偏大。

(一) (1)Cu和稀硫酸不反应，加入浓硝酸后，二者反应生成铜离子、NO，NO不稳定及易被氧化生成红棕色二氧化氮气体，所以看到的现象是无色气体变为红棕色气体，溶液呈蓝色；

(2)离子反应方程式为3Cu+2NO3−+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，假设有2mol硝酸反应，硝酸提供2mol氢离子，还有6mol氢离子被3mol硫酸提供，所以根据反应原理，硝酸与硫酸的理论配比2:3；

(3)通过以上分析知，步骤I为蒸发浓缩、步骤II为冷却结晶；

(二)(4)①将12.500g胆矾样品溶解，配成100mL溶液，取25mL于烧杯中，目的是配制一定物质的量浓度溶液；

②向溶液中加入100mL0.2500mol/L氢氧化钠溶液使Cu2+完全沉淀(不考虑其它副反应)，二者反应方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4；

③过滤,多余的氢氧化钠溶液用0.5000mol/L盐酸滴定至终点，耗用10.00mL盐酸，盐酸消耗多余的HCl,反应方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O；

④做平行实验减小实验误差；

⑤数据处理，

通过以上分析知，该操作是作平行实验1−2次；

(5)在滴定中，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化；滴定终点时，准确读数应该是滴定管上蓝线粗细交接点所对应的刻度；

(6)n(NaOH)=0.2500mol/L×0.1L=0.025mol，n(HCl)=0.5000mol/L×0.010L=0.005mol，根据HCl+NaOH=NaCl+H2O知，盐酸消耗n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol，所以与硫酸铜反应n(NaOH)=0.025mol−0.005mol=0.02mol，根据得CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4，n(CuSO4)=n(NaOH)=×0.02mol=0.01mol，100mL中硫酸铜的物质的量=0.01mol×4=0.04mol,结合Cu原子守恒得m(CuSO4∙5H2O)=n(CuSO4∙5H2O) ∙M(CuSO4∙5H2O)=n(CuSO4)∙M(CuSO4∙5H2O)=0.04mol×250g/mol=10.000g，其质量分数=×100%=80%；步骤③中沉淀未洗涤，导致沉淀质量增大，所以测定结果偏大。