Question

某銅礦石中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質(zhì)離子．某小組在實(shí)驗(yàn)室中用浸出-萃取法制備硫酸銅：

（1）操作1的名稱為

 

．操作2用到的玻璃儀器有燒杯和

 

（2）“浸出”步驟中，為提高銅的浸出率，可采取的措施有

 

（3）取少量所得溶液A，滴加

 

（填物質(zhì)名稱）溶液后呈紅色，說明溶液中存在Fe³⁺，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe²⁺的方法是

 

（注明試劑、現(xiàn)象）（不考慮除注明外的其它雜質(zhì)干擾）
（4）比較操作2之前與操作3之后的溶液，說明兩步驟主要目的是

 

．
（5）由硫酸銅溶液得到CuSO₄?5H₂O的操作為

 

．
（6）下列操作會導(dǎo)致CuSO₄?5H₂O含量的測定結(jié)果偏高的是

 

．
A．滴定臨近終點(diǎn)時，用洗瓶中的蒸餾水洗下滴定管尖嘴口的半滴標(biāo)準(zhǔn)液至錐形瓶中
B．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測液，取20.00mL進(jìn)行滴定
C．滴定前，滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失
D．讀數(shù)時，滴定前平視，滴定后仰視
（7）用滴定法測定CuSO₄?5H₂O的含量．取a g試樣配成100mL溶液，取20.00mL用c mol/L滴定劑（H₂Y^2-，滴定劑不與雜質(zhì)反應(yīng)）滴定至終點(diǎn)，消耗滴定劑bmL，滴定反應(yīng)：Cu²⁺+H₂Y^2-→CuY^2-+2H⁺．則CuSO₄?5H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：（1）操作Ⅰ是酸溶后分離固體和溶液，操作是過濾；操作II是分離互不相溶的液體，實(shí)驗(yàn)操作是分液，依據(jù)分液操作分析；
（2）根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率的影響進(jìn)行分析；
（3）亞鐵離子能使高錳酸鉀溶液褪色，但是鐵離子不可以，鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，據(jù)此回答；
（4）依據(jù)操作II、操作III得到的物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，浸�?萃取法制備硫酸銅，水相和有機(jī)相為了除去雜質(zhì)；
（5）直接加熱蒸干，硫酸銅晶體中的結(jié)晶水會失去，無法獲得硫酸銅晶體，應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮的方法；
（6）CuSO₄?5H₂O含量的測定結(jié)果偏高，可能是由于消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大、濃度偏小等因素引起的；
（7）計算n（Cu²⁺），可計算出CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量，進(jìn)而計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）依據(jù)流程圖分析操作Ⅰ是礦石酸溶后分離固體和液體的方法，實(shí)驗(yàn)操作是過濾；
操作Ⅱ是加入有機(jī)物溶解銅的化合物且能和水分層，實(shí)驗(yàn)操作是分液，分液操作用到的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗等，
故答案為：過濾；分液漏斗；
（2）“浸出”步驟中，提高銅的浸出率的方法有：可以升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸（多次浸取），
故答案為：升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸（多次浸�。�；
（3）亞鐵離子能使高錳酸鉀溶液褪色，但是鐵離子不可以，鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，所以用硫氰化鉀檢驗(yàn)鐵離子的存在，再取少量待測液，滴加幾滴高錳酸鉀的酸性溶液，紫色褪去，說明溶液中存在Fe²⁺，
故答案為：硫氰化鉀；另取少量溶液，滴加幾滴高錳酸鉀的酸性溶液，紫色褪去，說明溶液中存在Fe²⁺；
（4）利用水和有機(jī)溶劑萃取提純硫酸銅溶液結(jié)晶得到硫酸銅晶體，操作II、操作III的主要目的是除去溶液中的雜質(zhì)，
故答案為：除去雜質(zhì)、富集銅元素；
（5）加熱過程中硫酸銅晶體中的結(jié)晶水會失去，所以由硫酸銅溶液得到CuSO₄?5H₂O的操作方法為：由硫酸銅溶液得到CuSO₄?5H₂O，
故答案為：將溶液蒸發(fā)濃縮至少量晶體析出；
（6）A．滴定臨近終點(diǎn)時，用洗瓶中的蒸餾水洗下滴定管尖嘴口的半滴標(biāo)準(zhǔn)液至錐形瓶中，該部分溶液體積已經(jīng)顯示在滴定管的刻度中，對實(shí)驗(yàn)無影響，故A錯誤；
B．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測液，取20.00mL進(jìn)行滴定，會導(dǎo)致溶液濃度偏小，測定結(jié)果偏低，故B錯誤；
C．滴定前，滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失，會導(dǎo)致體積偏大，測定結(jié)果偏大，故C正確；
D．讀數(shù)時，滴定前平視，滴定后仰視，導(dǎo)致讀出的消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，測定結(jié)果偏高，故D正確；
故答案為：CD；
（7）根據(jù)反應(yīng)Cu²⁺+H₂Y^2-→CuY^2-+2H⁺可知，20mL樣品溶液中：n（Cu²⁺）=n（H₂Y^2-）=bc×10^-3mol，
則ag試樣中：n（CuSO₄?5H₂O）=bc×10^-3mol×

100mL

20mL

=5bc×10^-3mol，
硫酸銅晶體的質(zhì)量為：m（CuSO₄?5H₂O）=5bc×10^-3mol×250g/mol=1.25bcg，
則CuSO₄?5H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

1.25bc

a

=

5bc

4a

，
故答案為：

5bc

4a

．

點(diǎn)評：本題通過硫酸銅晶體的制備，綜合考查物質(zhì)制備方案的設(shè)計方法，題目難度中等，試題側(cè)重于綜合考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?shù)據(jù)分析能力，明確實(shí)驗(yàn)制備流程及反應(yīng)原理為解答此類題的關(guān)鍵．