Question

13．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、稀硝酸混合液制備膽礬．實驗流程如圖：

請回答下列問題：
（1）操作X為蒸發濃縮、冷卻結晶．過濾需要用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒．
（2）NO需要回收利用，NO與空氣、H₂O反應生成硝酸的化學方程式4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃．
（3）現有48g銅粉（其中含CuO質量分數為20%），將其加入一定量稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反應生成CuSO₄
①理論上得到膽礬的質量為180g．
②原混合液中硫酸和硝酸的物質的量之比為9：5．

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；過濾需要用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）NO與空氣、H₂O反應生成硝酸，結合質量守恒平衡方程式．
（3）計算CuO、Cu的質量，結合銅元素質量守恒可計算CuSO₄•5H₂O的質量；結合反應的離子方程式計算原混合液中硫酸和硝酸的物質的量之比．

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；過濾需要用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）NO與空氣、H₂O反應生成硝酸，反應的方程式為4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
故答案為：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
（3）①n（CuO）=48g×20%÷80g/mol=0.12mol，n（Cu）=48g×（1-20%）÷64g/mol=0.6mol，則n（CuSO₄•5H₂O）=0.12mol+0.6mol=0.72mol，m（CuSO₄•5H₂O）=0.72mol×250g/mol=180g；
故答案為：180 g；
②發生反應：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
n（HNO₃）=$\frac{0.6mol}{3}×2$=0.4mol，n（H₂SO₄）=n（CuSO₄•5H₂O）=0.72mol，
則n（H₂SO₄）：n（HNO₃）=0.72mol：0.4mol=9：5；
故答案為：9：5．

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．