Question

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．實驗流程如下：

請回答下列問題：
（1）操作X為

 

．
（2）NO需要回收利用，寫出NO與空氣、H₂O反應(yīng)生成硝酸的化學方程式

 

．
（3）現(xiàn)有48g含CuO質(zhì)量分數(shù)為20%的銅粉，與一定量的稀硫酸、稀硝酸混合液恰好完全反應(yīng)生成CuSO4．
①理論上生成膽礬的質(zhì)量為多少？（寫出計算過程）
②原混合液中硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,化學方程式的有關(guān)計算

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）銅粉與稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅溶液，如得到膽礬，應(yīng)將溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶操作，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥可得到晶體；
（2）NO與空氣、H₂O反應(yīng)生成硝酸，結(jié)合質(zhì)量守恒平衡方程式．
（3）計算CuO、Cu的質(zhì)量，結(jié)合銅元素質(zhì)量守恒可計算CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量；結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計算原混合液中硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比．

解答： 解：（1）銅粉與稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅溶液，如得到膽礬，應(yīng)將溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶操作，然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥可得到晶體，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（2）NO與空氣、H₂O反應(yīng)生成硝酸，反應(yīng)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，
n（CuSO₄?5H₂O）=0.12mol+0.6mol=0.72mol，
m（CuSO₄?5H₂O）=0.72mol×250g/mol=180g，
答：理論上生成膽礬的質(zhì)量為180g；
②3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
n（HNO₃）=

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(zhì)的分離、提純的實驗綜合應(yīng)用，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力、實驗?zāi)芰�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�?yīng)用于化學方程式的計算，難度中等．