某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O...

（2015秋•上海校级月考）某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO2，反应后的溶液中不含Cu（NO3）2，反应中固体完全溶解，两种酸均恰好完全反应．设固体混合物的总质量为480g，其中铜屑的质量分数为0.4，480g固体混合物与一定量混酸微热后，充分反应，冷却恰好只得到CuSO4•5H2O，试求原混酸中H2SO4的质量分数（写出计算过程）

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某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO2，反应后的溶液中不含Cu（NO3）2，反应中固体完全溶解，两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480g，其中铜屑的质量分数为0.400，480g固体混合物与一定量混酸微热后，充分反应，冷却恰好只得到CuSO4•5H2O，试求（1）混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为：___________；（2）原混酸中H2SO4 的质量分数__________。

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（8分）某研究性学习小组用48.0克铜屑与氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸100 ml溶液反应制取五水硫酸铜晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO₂，反应后溶液中只有硫酸铜。若在固体混合物中铜屑的质量分数为0.4,试计算：（1）最终制得晶体的质量。（2）混酸中两溶质的物质的量浓度。

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某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液,其中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金属离子,并设计了以下两种流程以分别制取CuSO4·5H2O晶体和AlCl3

溶液:

已知:相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为:

请回答下列问题:

(1)加入H2O2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ,欲使制取的CuSO4·5H2O晶体较为纯净,pH至少应调至　　　。

(2)写出H2O2与Fe2+反应的离子方程式:________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)流程②中加入适量Al粉起的作用是________　　　　　　　　　　　　　　 　　。

(4)根据你所学的化学知识,由AlCl3溶液(不添加其他化学试剂)能否制得无水AlCl3　　　(填“能”或“不能”),原因是　　　　　　 。

(5)取体积为V(L)的酸浸液,向其中滴加a mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与所加的NaOH溶液的体积(L)关系如图。请用V1、V2、V3表示所取的酸浸液中n(Fe3+)∶n(Al3+)=　　　　　　　　　　　　　　 。

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（10分）常温下，某工厂以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料，设计如图所示制取硫酸铜晶体(CuSO₄·5H₂O)的生产工序和流程。

回答下列问题：

（1）（I）中制取硫酸铜的总反应的化学方程式为 。

（2）在上述反应中可以被循环利用的物质为（写化学式）。

（3）①某同学在实验室中模拟上述生产过程实现上述方案，请根据该同学的思路在下列装置中选用适当的装置，并将它们的编号填入方框内。

②装置C的作用是。

（4）硫酸铜晶体也可以直接用浓硫酸和粗铜反应制取，与上述方法相比，其缺点是。

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(13分)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO4·5H2O(胆矾)晶体。设计的工艺流程图如下：

请回答下列问题：

（1）根据反应原理，操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为________。操作②中需要把NO与_____气体混合通入水中，混入该气体的目的是__________________________(用化学方程式表示)。

（2）溶液I中存在一定浓度的Fe3+、Cu2+，在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下表。操作③中某学生设计物质X为H2O，若加水调整溶液pH，则Fe(OH)3开始沉淀的pH_______1.9(填“<”、“＞”或“=”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是___________________。

（3）操作④中物质Y为_______。查阅资料知CuSO4·5H2O的溶解度曲线如图所示，则操作⑤应采取的措施是蒸发浓缩、______________、过滤、洗涤、干燥等。

（4）为测定胆矾中结晶水的数目，称取25.0g胆矾品体在坩埚中加热，固体质量随温度升高而变化的曲线如图。

当固体质量为8.0g时，观察到固体完全呈黑色。请列式计算开始称取的胆矾中结晶水的数目。

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硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O晶体并进行热分解的探究。请回答以下问题：

探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O晶体

小组同学设计了如下两种方案：

甲：将铜片加入足量浓硫酸中并加热

乙：将铜片加入稀硫酸，控温40～50℃，滴加双氧水

（1）方案甲发生反应的化学方程式为____________，反应结束后有大量白色固体析出。简述从中提取CuSO4·5H2O晶体的方法：倒出剩余液体，____________。

（2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因是________；与方案甲相比，方案乙的主要优点有_________、___________。(写出2种)

探究Ⅱ：用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O晶体热分解产物

已知：CuSO4·5H2O脱水后升高温度，会继续分解成CuO 和气体产物，气体产物可能含有SO3、SO2、O2中的1～3 种。

（3）称5.00gCuSO4·5H2O于A 中加热，当观察到A中出现_____________，可初步判断晶体已完全脱水并发生分解。加热一段时间后，A中固体质量为3.00g，则此时A中固体的成分为___________。

（4）装置B中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有__________，C装置的作用是____________。

（5）理论上E中应收集到VmL气体，事实上体积偏少，可能的原因是______________。(不考虑泄漏等仅器与操作原因)。

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(10分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成严重威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并用如下流程制备胆矾晶体(CuSO4•5H2O)：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）滤渣Ⅰ的主要成份是(写化学式)__________。

（2）反应Ⅱ中加入H2O2的作用是___________________。

（3）生成沉淀反应的离子方程式有______________________。

（4）操作Ⅰ的步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、过滤、洗涤、干燥。

（5）测定胆矾晶体纯度的实验步骤如下：

A． 准确称取3．125g胆矾晶体样品配成100mL溶液；

B． 取10．00 mL溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，加入过量KI固体，发生反应：2Cu2+ +4Iˉ= 2CuI↓ + I2

C． 继续向上述混合物中，逐滴加入0．1000 mol·L-1Na2S2O3溶液至恰好完全反应，共消耗12． 00mL Na2S2O3溶液：I2＋2S2O= 2Iˉ＋S4O， 则样品中胆矾晶体的质量分数______。

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（14分）工业上以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料制备CuSO4·5H2O的主要流程如下：

（1）下列装置可用于吸收气体X的是　　　　 （填代号）。

（2）某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜。

①装置B中的药品为　　　　　　　　　　 。

②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、　　　　　　　　 、加装药品、通入气体、　　　　　　　 、点燃酒精灯。

（3）熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO。写出有关实验操作、现象与结论。提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。

　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时（杂质不参加反应），混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为　　　　　　　　　　　 。

（5）用滴定法测定所得产品中CuSO4·5H2O的含量，称取a g样品配成100 mL溶液，取出20．00 mL，用c mol·L-1滴定剂 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点（滴定剂不与杂质反应），消耗滴定剂b mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－= CuY2－+ 2H+。则CuSO4·5H2O质量分数为________。滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏　　　　 。

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