Question

4．CuSO₄•5H₂O是銅的重要化合物，有著廣泛的應用．硫酸銅在高溫下分解可得到SO₂、SO₃、O₂和Cu₂O．
Ⅰ．甲組同學在實驗室利用銅粉、稀硫酸和濃硝酸制備CuSO₄•5H₂O．
（1）向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸，在銅粉溶解時可以觀察到的實驗現象溶液呈藍色，有紅棕色氣體生成．
（2）制得的CuSO₄•5H₂O中可能存在的雜質是Cu（NO₃）₂，除去這種雜質的實驗操作名稱為重結晶．
Ⅱ．乙組同學在坩堝中加熱硫酸銅晶體使其失去結晶水，然后選用下列裝置驗證硫酸銅的分解產物．可供選擇的試劑有鹽酸、稀硝酸、Ba（OH）₂溶液、BaCl₂溶液．
（1）C中的試劑是BaCl₂溶液；為實現檢驗氣體產物的目的，儀器的導管連接順序為adebcgf；
（2）不能將裝置B中的試劑換成品紅溶液，原因是因為SO₂不能全部被品紅溶液吸收，影響氧氣的檢驗；
（3）證明有SO₃存在的裝置中，反應的總離子方程式為SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
證明有氧氣生成的實驗操作為：取下D的橡皮塞，將帶火星的木條伸入D中；設計實驗證明固體產物中含有Cu₂O取少量固體產物于試管中，加入足量的稀鹽酸，若得到藍色溶液與紅色固體，則固體產物中含有Cu₂O．
（已知酸性條件下，Cu₂O不穩定，會自動轉化為Cu、Cu²⁺）

Answer 1

分析 I．（1）銅與濃硝酸反應生成二氧化氮和硝酸銅；
（2）根據反應物判斷可能存在的雜質，溶解度不同的可溶性鹽可用重結晶法分離；
II．（1）硫酸銅分解生成CuO、二氧化硫、三氧化硫和氧氣，檢驗三氧化硫用BaCl₂溶液，檢驗二氧化硫用酸性高錳酸鉀溶液，并且用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫；
（2）B裝置中的溶液檢驗并吸收二氧化硫，品紅溶液的濃度較小，不能完全吸收二氧化硫；
（3）三氧化硫與BaCl₂反應生成白色沉淀，二氧化硫與BaCl₂不反應；用帶火星的木條檢驗氧氣；Cu₂O固體溶于鹽酸會形成藍色溶液，同時有固體剩余．

解答 解：I．（1）銅與濃硝酸反應為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成硫酸銅和二氧化氮氣體，所以反應現象為：溶液呈藍色，有紅棕色氣體生成；
故答案為：溶液呈藍色，有紅棕色氣體生成；
（2）混有硝酸銅雜質，需利用溶解度的不同，用重結晶的方法進行分離，
故答案為：Cu（NO₃）₂、重結晶；
II．（1）硫酸銅分解生成CuO、二氧化硫、三氧化硫和氧氣，檢驗三氧化硫用BaCl₂溶液，所以C試劑瓶中盛放的溶液為BaCl₂溶液；檢驗二氧化硫用酸性高錳酸鉀溶液，并且用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫；用D裝置收集氧氣，所以儀器的導管連接順序為adebcgf；
故答案為：BaCl₂溶液；adebcgf；
（2）B裝置中的溶液檢驗并吸收二氧化硫，品紅溶液的濃度較小，用品紅溶液檢驗二氧化硫，但不能完全吸收二氧化硫，會用二氧化硫剩余，二氧化氯與氧氣一起進入D中，會干擾氧氣的檢驗；
故答案為：因為SO₂不能全部被品紅溶液吸收，影響氧氣的檢驗；
（3）三氧化硫與BaCl₂反應生成白色沉淀，二氧化硫與BaCl₂不反應，SO₃與BaCl₂溶液反應生成BaSO₄沉淀，其反應的離子方程式為：SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
D裝置收集的氣體為氧氣，將帶火星的木條伸入D中，若木條復燃，說明D中氣體是氧氣；Cu₂O鹽酸反應生成氯化銅和Cu，會形成藍色溶液，同時有固體剩余，則檢驗方法為：取少量固體產物于試管中，加入足量的稀鹽酸，若得到藍色溶液與紅色固體，則固體產物中含有Cu₂O．
故答案為：SO₃+H₂O+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；將帶火星的木條伸入D中；取少量固體產物于試管中，加入足量的稀鹽酸，若得到藍色溶液與紅色固體，則固體產物中含有Cu₂O．

點評 本題考查了銅及其化合物的性質、實驗探究方案設計、物質的檢驗等，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力，注意把握常見物質的檢驗方法．