Question

12．膽礬（CuSO₄•5H₂O）有廣泛的用途．某研究性學習小組利用某次實驗后的稀硫酸、和氧化銅制備膽礬．實驗流程如下：

請回答下列問題：
（1）操作X為蒸發濃縮、冷卻結晶．
（2）過濾操作中需要玻璃儀器除了燒杯、漏斗還需要玻璃棒．
（3）現有48g含CuO粉末，與300mL的稀硫酸恰好完全反應生成CuSO₄．
①理論上生成膽礬的質量為多少？
②原稀硫酸的物質的量的濃度是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）銅粉與稀硫酸、稀硝酸反應生成硫酸銅溶液，如得到膽礬，應將溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶操作，然后經過濾、洗滌、干燥可得到晶體；
（2）過濾操作中需要玻璃儀器除了燒杯、漏斗還需要玻璃棒；
（3）①計算CuO的物質的量，結合銅元素質量守恒可計算CuSO₄•5H₂O的質量；
②根據硫酸根守恒計算稀硫酸的物質的量的濃度．

解答 解：（1）銅粉與稀硫酸、稀硝酸反應生成硫酸銅溶液，如得到膽礬，應將溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶操作，然后經過濾、洗滌、干燥可得到晶體，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（2）過濾操作中需要玻璃儀器除了燒杯、漏斗還需要玻璃棒，故答案為：玻璃棒；
（3）①n（CuO）=$\frac{48g}{80g/mol}$=0.6mol，則根據銅守恒，所以理論上生成膽礬的質量為0.6mol×250g/mol=150g，答：理論上生成膽礬的質量為150g；
②根據銅守恒生成0.6molCuSO₄，又硫酸根守恒，所以n（H₂SO₄）=0.6mol，則稀硫酸的物質的量的濃度是$\frac{0.6mol}{0.3L}$=2mol/L，
答：原稀硫酸的物質的量的濃度是2mol/L．

點評 本題考查物質的分離、提純的實驗綜合應用，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，主要把握實驗的原理、操作方法以及守恒法應用于化學方程式的計算，難度中等．