Question

16．膽礬（CuSO₄•5H₂O）是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用．以下是CuSO₄•5H₂O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖．
完成下列各題：
Ⅰ．（1）向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸，隨著銅粉的溶解可能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液呈藍(lán)色、有紅棕色氣體生成．
（2）制得的膽礬晶體（CuSO₄•5H₂O）中可能存在的雜質(zhì)是Cu（NO₃）₂（寫化學(xué)式）．
（3）采用重量法測定CuSO₄•5H₂O的含量時(shí)，步驟如下：
①取樣，稱量     ②加水溶解    ③加氯化鋇溶液生成沉淀   ④過濾（其余步驟省略）在過濾前，需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，其操作是向上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液，若有沉淀產(chǎn)生說明還沒有沉淀完全．
Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組用ZRY-1型熱重分析儀對12.5克硫酸銅晶體（CuSO₄•5H₂O）進(jìn)行熱重分析，隨溫度的升高，硫酸銅晶體依次發(fā)生下列反應(yīng)．
a．CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;258℃\;}}{\;}$CuSO₄+5H₂O       b．CuSO₄$\frac{\underline{\;650℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑，2SO₃$\stackrel{△}{?}$2SO₂+O₂
c.4CuO$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$2Cu₂O+O₂↑
請回答下列問題：
（4）①實(shí)驗(yàn)過程中熱重分析儀測得殘留固體質(zhì)量為3.8g，試推斷該固體的組分是CuO與Cu₂O（寫化學(xué)式），其對應(yīng)的物質(zhì)的量之比是2：1．
②熱重分析儀加熱晶體至恒重后，將全部氣體導(dǎo)出，通入氫氧化鋇溶液充分反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，質(zhì)量為11.65g．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硝酸反應(yīng)有硝酸銅和紅棕色的二氧化氮產(chǎn)生，根據(jù)反應(yīng)的產(chǎn)物判斷現(xiàn)象；
（2）制硫酸銅時(shí)，用銅與硝酸、硫酸的混合物反應(yīng)的，所以可根據(jù)反應(yīng)物判斷可能存在的雜質(zhì)；
（3）需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，可以通過檢驗(yàn)溶液中是否有硫酸根離子判斷，可以向上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液，若有沉淀產(chǎn)生說明還沒有沉淀完全；
（4）①根據(jù)題中反應(yīng)的方程式可知，最后殘留的固體應(yīng)為氧化銅或氧化亞銅或兩者的混合物，根據(jù)銅元素守恒列方程組可求得混合的組成及物質(zhì)的量之比；
②根據(jù)硫元素質(zhì)量守恒定律可知生成三氧化硫、二氧化硫的總物質(zhì)的量為硫酸銅晶體的物質(zhì)的量，三氧化硫、二氧化硫、氧氣混合氣體與氫氧化鋇生成硫酸鋇沉淀，據(jù)此計(jì)算出沉淀質(zhì)量．

解答 解：（1）銅與濃硝酸反應(yīng)為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成硫酸銅和二氧化氮?dú)怏w，觀察到溶液呈藍(lán)色、有紅棕色氣體生成，
故答案為：溶液呈藍(lán)色；有紅棕色氣體生成；
（2）制硫酸銅時(shí)，用銅與硝酸、硫酸的混合物反應(yīng)的，銅與硝酸能生成硝酸銅，所以可能混有硝酸銅雜質(zhì)，化學(xué)式為Cu（NO₃）₂，
故答案為：Cu（NO₃）₂；
（3）需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，可以通過檢驗(yàn)溶液中是否有硫酸根離子判斷，可以向上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液，若有沉淀產(chǎn)生說明還沒有沉淀完全，
故答案為：向上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液，若有沉淀產(chǎn)生說明還沒有沉淀完全；
（4）①根據(jù)題中反應(yīng)的方程式可知，最后殘留的固體應(yīng)為氧化銅或氧化亞銅或兩者的混合物，設(shè)氧化銅的物質(zhì)的量為xmol，氧化亞銅的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)題意$\left\{\begin{array}{l}{（x+2y）×250=12.5}\\{80x+144y=3.8}\end{array}\right.$，解得x=$\frac{1}{40}$，y=$\frac{1}{80}$，所以CuO與Cu₂O的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：CuO與Cu₂O；2：1；
②能夠與氫氧化鋇反應(yīng)的氣體為二氧化硫，根據(jù)反應(yīng)方程式CuSO₄$\frac{\underline{\;650℃\;}}{\;}$CuO+SO₃↑，2SO₃$\stackrel{△}{?}$2SO₂+O₂ 可知，生成二氧化硫的物質(zhì)的量等于硫酸銅的物質(zhì)的量，可以分解生成三氧化硫、二氧化硫的物質(zhì)的量為0.05mol，三氧化硫、二氧化硫、氧氣與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成0.05mol硫酸鋇，生成硫酸鋇的質(zhì)量為233g/mol×0.05mol=11.65g，
故答案為：11.65．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)含量的測定、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等觀察、實(shí)驗(yàn)原理的分析等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和計(jì)算能力．