Question

銅及其化合物在生活生產中有廣泛的應用．請回答以下問題：
（1）某同學用含硫酸亞鐵等雜質的工業硫酸銅制取純凈的氧化銅
①將工業硫酸銅加適量水溶解、攪拌、過濾除去不溶性雜質．簡述檢驗濾液中含有Fe²⁺的操作方法

 

．
②向濾液中滴加酸性H₂O₂溶液，稍加熱，當Fe²⁺轉化完全后，為將Fe³⁺全部轉化為Fe（OH）₃沉淀，而不會將Cu²⁺轉化為沉淀，需慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5．加熱煮沸后過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．再從溶液中分離出硫酸銅晶體．Fe²⁺轉化為Fe³⁺的離子方程式是

 

．
③在測定所得硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）x值的實驗中，加熱之后如何冷卻？

 

，實驗過程中稱量操作至少進行

 

次．
④用得到的硫酸銅晶體制氧化銅．
（2）將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L．請回答：（均保留一位小數）
①NO的體積為

 

L．
②待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入500mL2.2mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點：鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變,化學方程式的有關計算,二價Fe離子和三價Fe離子的檢驗,硫酸銅晶體中結晶水含量的測定

專題：

分析：（1）①亞鐵離子具有還原性，能被氧化為三價鐵離子，鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色；
②亞鐵離子具有還原性，雙氧水能將亞鐵離子氧化；
③根據干燥器的應用以及實驗基本原則來回答；
（2）銅與濃硝酸反應得到二氧化氮，隨反應進行濃硝酸變稀，銅與稀硝酸反應得到NO；令NO和NO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者體積及電子轉移守恒列方程計算，再根據V=nV_m計算各自體積；加入氫氧化鈉恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為NaNO₃，根據鈉離子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH），由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂），再根據物質的量濃度計算公式來計算．

解答： 解：（1）①亞鐵離子具有還原性，能被氯氣氧化為三價鐵離子，鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，要檢驗亞鐵離子，可以根據滴加少量KSCN溶液無現象，再加入少量新制的氯水，溶液呈紅色來判斷，故答案為：取少量濾液于試管中，滴加少量KSCN溶液無現象，再加入少量新制的氯水，溶液呈紅色，則證明溶液中含有Fe²⁺離子；
②亞鐵離子具有還原性，雙氧水能將亞鐵離子氧化，發生的反應為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③在測定所得硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）x值的實驗中，加熱之后放在干燥器中冷卻，稱量操作至少進行4次，故答案為：放在干燥器中冷卻； 4次；
（2）①銅與濃硝酸反應得到硝酸銅、二氧化氮與水，隨反應進行濃硝酸變稀，銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO與水，反應方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，32.64g銅的物質的量為0.51mol，在反應中失去的電子的物質的量為2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合氣體的物質的量為0.5mol
令NO和NO₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：x+y=0.5，3x+y=1.02，解得x=0.26、y=0.24，
NO的體積=0.26mol×22.4L/mol=5.824L≈5.8L，故答案為：5.8；
②加入氫氧化鈉恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為NaNO₃，根據鈉離子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.5L×2.2mol/L=1.1mol，由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂）=1.1mol+0.5mol=1.6mol，故硝酸的物質的量濃度=16mol÷0.14L=11.4mol/L，
故答案為：11.4．

點評：本題綜合查學生離子的檢驗、氧化還原方程式的書寫、化學方程式計算，難度中等，注意利用守恒思想進行解答．