為測定粗氧化銅(其中含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù),并制取膽礬晶體及測定膽礬晶體中晶體水的含量,某化學(xué)活動小組進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn):

已知Fe3+、Cu2+、Fe2+ 三種離子在水溶液中形成氫氧化物沉淀的pH范圍如圖所示:

請回答下列問題:
(1)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,下列實(shí)驗(yàn)裝置中不可能用到的是
 
(填編號)

(2)溶液A中的所含溶質(zhì)為
 

(3)物質(zhì)X應(yīng)選用
 
(填字母)
A、氫氧化鈉B、雙氧水C、鐵粉D、高錳酸鉀
(4)從溶液C到制得硫酸銅晶體,其實(shí)驗(yàn)操作步驟是:
 
、冷卻結(jié)晶、
 
、自然干燥.
(5)在測定所得膽礬(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水x值的實(shí)驗(yàn)過程中:稱量操作至少進(jìn)行
 
次若測定結(jié)果x值偏大,可能的原因是
 

a  加熱溫度過高b  膽礬晶體的顆粒較大c  加熱后放在空氣中冷卻d  加熱膽礬晶體時(shí)有晶體從坩堝中濺出
(6)樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 
(用含m的代數(shù)式表示).
考點(diǎn):探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量
專題:
分析:粗氧化銅(其中含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))加入足量的稀硫酸,氧化亞鐵和氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸銅,則沉淀Ⅰ為不溶物,溶液A中溶質(zhì)為FeSO4、CuSO4、H2SO4;需要獲得純凈的硫酸銅晶體,應(yīng)該先除去亞雜質(zhì)鐵離子、鐵離子,由于亞鐵離子完全沉淀的pH=9.6,此時(shí)銅離子也完全沉淀,而鐵離子完全沉淀的pH=3.7,此時(shí)銅離子沒有生成沉淀,所以應(yīng)該加入X將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進(jìn)雜質(zhì)離子,不能產(chǎn)生污染大氣的氣體,所以試劑X為雙氧水;B溶液中含有鐵離子和銅離子,加入氫氧化銅固體調(diào)節(jié)溶液的pH,使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀而除去,則沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸F;溶液C為硫酸銅溶液,然后通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥的操作方法獲得硫酸銅晶體,
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可知,涉及的操作有過濾、蒸發(fā)等操作,不會用到②③;
(2)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和藥品的用量來分析;
(3)獲得純凈的硫酸銅晶體,選用除去鐵離子和亞鐵離子,由于亞鐵離子不易完全除去,應(yīng)該使用氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進(jìn)雜質(zhì)離子、不能污染空氣,據(jù)此進(jìn)行解答;
(4)從溶液中獲得硫酸銅晶體,直接加熱會導(dǎo)致硫酸銅失去結(jié)晶水,應(yīng)該采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥的操作方法;
(5)應(yīng)稱量坩堝的質(zhì)量,坩堝和晶體的質(zhì)量,加熱后坩堝的質(zhì)量,加熱后再稱量一次坩堝的質(zhì)量,判斷質(zhì)量是否發(fā)生變化,共稱量4次;
a.加熱溫度過高,會導(dǎo)致硫酸銅分解,質(zhì)量變化較大;            
b.膽礬晶體的顆粒較大,會導(dǎo)致晶體解熱分解不完全,質(zhì)量變化偏小,結(jié)果偏;
c.加熱后放在空氣中冷卻,會吸收空氣中的水重新形成晶體,結(jié)果偏;    
d.膽礬晶體濺出,導(dǎo)致結(jié)晶水含量增大;
(6)根據(jù)質(zhì)量守恒,利用關(guān)系式法計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答: 解:粗氧化銅(其中含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))加入足量的稀硫酸,氧化亞鐵和氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸銅,則沉淀Ⅰ為不溶物,溶液A中溶質(zhì)為FeSO4、CuSO4、H2SO4;需要獲得純凈的硫酸銅晶體,應(yīng)該先除去亞雜質(zhì)鐵離子、鐵離子,由于亞鐵離子完全沉淀的pH=9.6,此時(shí)銅離子也完全沉淀,而鐵離子完全沉淀的pH=3.7,此時(shí)銅離子沒有生成沉淀,所以應(yīng)該加入X將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進(jìn)雜質(zhì)離子,不能產(chǎn)生污染大氣的氣體,所以試劑X為雙氧水;B溶液中含有鐵離子和銅離子,加入氫氧化銅固體調(diào)節(jié)溶液的pH,使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀而除去,則沉淀Ⅱ?yàn)闅溲趸F;溶液C為硫酸銅溶液,然后通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥的操作方法獲得硫酸銅晶體,
(1)實(shí)驗(yàn)中用到的化學(xué)操作有稱量、過濾和蒸發(fā),用到的儀器有:①④⑤,不會用到裝置②③,
故答案為:②③;
(2)氧化銅和氧化亞鐵分別與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和硫酸亞鐵,又硫酸過量,則溶質(zhì)A的主要成分為:FeSO4、CuSO4、H2SO4,
故答案為:FeSO4、CuSO4、H2SO4;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可知,測量氧化銅含量,需要獲得純凈的硫酸銅晶體,應(yīng)該先除去亞雜質(zhì)鐵離子、鐵離子,由于亞鐵離子完全沉淀的pH=9.6,此時(shí)銅離子也完全沉淀,而鐵離子完全沉淀的pH=3.7,此時(shí)銅離子沒有生成沉淀,所以應(yīng)該加入X將亞鐵離子氧化成鐵離子,并且選用的氧化劑不能引進(jìn)雜質(zhì)離子,不能產(chǎn)生污染大氣的氣體,所以應(yīng)該選用B.雙氧水,
故答案為:B;
(4)從溶液C中獲得硫酸銅晶體,直接加熱蒸干會導(dǎo)致硫酸銅失去結(jié)晶水,應(yīng)該采用的操作方法為:加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥,
故答案為:加熱濃縮;過濾;
(5)測定所得膽礬(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水x值,應(yīng)稱量坩堝的質(zhì)量,坩堝和晶體的質(zhì)量,加熱后坩堝的質(zhì)量,加熱后再稱量一次坩堝的質(zhì)量,判斷質(zhì)量是否在誤差允許范圍內(nèi)及兩次值是否相差不超過0.1g,所以至少稱量4次;
a.加熱溫度過高,會導(dǎo)致硫酸銅分解,質(zhì)量變化較大,導(dǎo)致結(jié)果偏大,故a正確;            
b.膽礬晶體的顆粒較大,會導(dǎo)致晶體解熱分解不完全,質(zhì)量變化偏小,結(jié)果偏小,故b錯誤;
c.加熱后放在空氣中冷卻,會吸收空氣中的水重新形成晶體,導(dǎo)致測定結(jié)果偏小,故c錯誤;    
d.加熱膽礬晶體時(shí)有晶體從坩堝中濺出,導(dǎo)致測定的結(jié)晶水的質(zhì)量偏大,測定的x值偏大,故d正確;
故答案為:4;ad;
(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可知:沉淀II為Fe(OH)3,氫氧化鐵的質(zhì)量為m3g,根據(jù)鐵元素守恒:FeO~FeSO4~Fe(OH)3,可知樣品中FeO的質(zhì)量應(yīng)為:
72×m3
107

所以樣品中CuO的質(zhì)量為:m1-m2-
72×m3
107
,故粗氧化銅樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
m1-m2-
m3
107
×72
m1
×100%

故答案為:
m1-m2-
m3
107
×72
m1
×100%
點(diǎn)評:本題為物質(zhì)的組成探究題,題目難度中等,做題時(shí)注意分析實(shí)驗(yàn)流程,掌握物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作方法,試題知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng),充分考查了學(xué)生的分析、理解能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列實(shí)驗(yàn)過程和過程中涉及的離子反應(yīng)方程式肯定正確的是(  )
A、除去硫酸銅溶液中的硫酸亞鐵以最終制備膽礬晶體:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
B、檢驗(yàn)丙烯醛CH2=CHCHO中含有碳碳雙鍵:CH2=CHCHO+Br2→CH2Br-CHBr-CHO
C、向Ba(OH)2溶液中加入過量的NH4HSO4溶液:Ba2++2OH-+NH4++H++SO42-═BaSO4↓+NH3?H2O+H2O
D、向含有0.1 mol溶質(zhì)的硫酸亞鐵稀溶液中加入7.8 g Na2O2:4Na2O2+4Fe2++6H2O═4Fe(OH)3↓+8Na++O2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

金屬及其合金應(yīng)用廣泛.
(1)與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是
 

(2)圖1是部分主族元素第一電離能梯度圖,圖中,a點(diǎn)對應(yīng)的元素為氫,b點(diǎn)對應(yīng)的元素為
 
(填元素符號).

(3)乙醇可被三氧化鉻(CrO3)氧化為乙醛(CH3CHO).乙醇與乙醛的相對分子質(zhì)量相差不大,但乙醇的沸點(diǎn)(78.5℃)卻比乙醛的沸點(diǎn)(20.8℃)高出許多,其原因是
 

(4)將CrCl3?6H2O溶解在適量水中得到深綠色溶液,溶液中Cr3+以[Cr(H2O)5Cl]2+形式存在.[Cr(H2O)5Cl]2+中Cr3+的軌道雜化方式不是sp3,理由是
 

(5)元素Al與元素Fe形成某種晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示.若晶胞的邊長為a nm,則合金的密度為
 
g?cm-3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列有關(guān)說法不正確的是( 。
A、利用太陽能在催化劑參與下分解水制氫是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的綠色化學(xué)方法
B、纖維素,淀粉,油脂均為天然高分子物質(zhì)
C、通過紅外光譜分析可以區(qū)分乙醇與乙酸乙酯
D、石油催化劑裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯丙烯等氣態(tài)短鏈烴

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知黃鈉鐵礬[NaxFey(SO4m(OH)n]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點(diǎn).某研究小組先將某廢水中Fe2+氧化為Fe3+,再加入Na2SO4使其生成黃鈉鐵礬而除去.該小組為測定黃鈉鐵礬的組成,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①稱取4.850g樣品,加鹽酸完全溶解后,配成100.00mL溶液;
②量取25.00mL溶液,加入足量的KI,用0.2500mol?L-1Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定(反應(yīng)為I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗30.00mLNa2S2O3溶液至終點(diǎn).
③另取25.00mL溶液,加足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥后得沉淀1.165g.
(1)NaxFey(SO4m(OH)n中x、y、m、n的代數(shù)關(guān)系式為
 

(2)用Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定時(shí),使用的指示劑為
 
,滴定到終點(diǎn)的顏色變化為
 

(3)通過計(jì)算確定黃鈉鐵礬的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)已滲透到人類生活的各個(gè)方面.下列說法正確的是( 。
A、制作航天服的聚酯纖維和用于光纜通信的光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料
B、乙醇、過氧化氫、次氯酸鈉等消毒液均可以將病毒氧化而達(dá)到消毒的目的
C、垃圾焚燒法已成為許多城市垃圾處理的主要方法之一,利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能發(fā)電或供熱,能較充分地利用生活垃圾中的生物質(zhì)能
D、為了防止中秋月餅等富脂食品氧化變質(zhì),延長食品保質(zhì)期,在包裝袋中常放入生石灰

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)與生活密切相關(guān),下列說法不正確的是(  )
A、改燃煤為燃?xì),可以減少廢氣中S02等有害物質(zhì)的排放量天氣的一種措施
B、84消毒液的有效成分是NaClO
C、凡含有食品添加劑的食物對人體健康均有害
D、金屬防護(hù)中:犧牲陽極的陰極保護(hù)法利用的是原電池原理,外加電流的陰極保護(hù)法利用的是電解原理

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

關(guān)于下列圖示的說法中正確的是( 。
A、圖①裝置用于分離沸點(diǎn)相差較大的互溶液體混合物
B、圖②裝置用于研究不同催化劑對反應(yīng)速率的影響
C、圖③中電流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D、對反應(yīng):A(s)+2B(g)?xC(g);根據(jù)圖④可以求出x=2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

25℃時(shí),溶液只含有Na+、H+、OH-、CH3COO-這四種離子,下列說法錯誤的是(  )
A、溶液只能是CH3COONa溶液
B、溶液中的離子濃度可能是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-
C、溶液中的離子濃度可能是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+
D、溶液中的離子濃度可能是c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+

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