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【题目】胆矾(CuSO4·5H2O)是铜的重要化合物,在工业生产中应用广泛。实验室制备胆矾的流程如下:

(1) 稀硫酸、稀硝酸与铜粉反应生成一种无色气体,该气体是_____(写化学式),制得的胆矾晶体中可能存在的杂质是_____(写名称)。

(2) 实验室可采用沉淀法测定所得胆矾晶体中CuSO4·5H2O的含量,步骤如下:

①取样、称量;②加水充分溶解;③加入BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥;⑤称量、计算。在过滤前,需要检验SO42-是否沉淀完全,检验方法是____________________________________________

(3) 若改变反应条件可获得化学式为Cux(OH)y(SO4)z·nH2O的晶体,用热重分析仪对Cux(OH)y(SO4)z·nH2O晶体进行分析并推断该晶体的化学式。取3.30 g晶体样品进行热重分析,所得固体质量的变化曲线如下图所示。已知:体系温度在650 ℃及以下时,放出的气体只有水蒸气;实验测得温度在650 ℃时,残留固体的组成可视为aCuO·bCuSO4;温度在1 000 ℃以上时,得到的固体为Cu2O。

请回答下列问题:

①温度650~1 000 ℃产生的气体中,n(O)∶n(S)____(填“>”“<”或“=”)3。

②通过计算推断Cux(OH)y(SO4)z·nH2O晶体的化学式:__________。

【答案】NO 硝酸铜 静置后,向上层清液中滴加少量BaCl2溶液,若无沉淀产生,则证明SO42-沉淀完全 > Cu2(OH)2SO4·4H2O

【解析】

(1)制硫酸铜时是用铜与硝酸、硫酸的混合物反应的,生成NO等,可根据反应物判断可能存在的杂质;

(2)在过滤前,需要检验SO42-是否沉淀完全,检验方法是:静置后,向上层清液中滴加少量BaCl2溶液,若无沉淀产生,则证明SO42-沉淀完全。

(3)①aCuO·bCuSO4温度在1 000 ℃以上时,得到的固体为Cu2O,生成SO3和O2,由此分析;

②n(Cu2O)=1.44g/144g·mol-1=0.01mol;

n(H2O)=(3.30g-2.40g)/18g·mol-1=0.05mol;

由2.4g固体的组成可视为aCuO·bCuSO4;有2.40g=80g·mol-1a+160g·mol-1b,由铜守恒,a+b=0.02mol,解得a=b=0.01mol;Cux(OH)y(SO4)z·nH2O中x:y:z:n=0.02:0.02:0.01:(0.05-0.02/2)=2:2:1:4。

(1)制硫酸铜时,是用铜与硝酸、硫酸的混合物反应的,生成NO等,铜与硝酸能生成硝酸铜,所以可能混有硝酸铜杂质,化学式为Cu(NO3)2。

(2)在过滤前,需要检验SO42-是否沉淀完全,检验方法是:静置后,向上层清液中滴加少量BaCl2溶液,若无沉淀产生,则证明SO42-沉淀完全。

(3)①aCuO·bCuSO4温度在1 000 ℃以上时,得到的固体为Cu2O,生成SO3和O2,温度650~1 000 ℃产生的气体中,n(O)∶n(S)>1:3;

②n(Cu2O)=1.44g/144g·mol-1=0.01mol;

n(H2O)=(3.30g-2.40g)/18g·mol-1=0.05mol;

由2.4g固体的组成可视为aCuO·bCuSO4;有2.40g=80g·mol-1a+160g·mol-1b,由铜守恒,a+b=0.02mol,解得a=b=0.01mol;Cux(OH)y(SO4)z·nH2O中x:y:z:n=0.02:0.02:0.01:(0.05-0.02/2)=2:2:1:4,化学式为Cu2(OH)2SO4·4H2O。

练习册系列答案
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提示:会自动脱水形成R—CHO。

根据以上信息回答下列问题:

(1)B的分子式是________________。

(2)检验D中官能团可使用的试剂名称是_________,写出D的相邻同系物与该试剂反应的化学方程式_______________________________。

(3)C遇FeCl3溶液显紫色,核磁共振氢谱中有四个峰,其峰面积比为1:2:2:1。写出C的结构简式_______________________。

(4)写出符合下列条件的C的同分异构体的结构简式_______、______、______、________。

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(5)写出A的结构简式__________________________。

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(1)写出该反应的平衡常数表达式_____。

(2)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件再达平衡后(填“增大”“减小”或“不变”):

①升高温度,CO2的平衡浓度_____,

②再通入CO2,CO2的转化率_____,

③增大容器的体积,混合气体的平均相对分子质量_____。

(3)该反应的逆反应速率随时间变化情况如图:

①从图中看到,反应在t2时达平衡,在t1时改变了某种条件,改变的条件可能是_____(填字母)。

a.升温b.增大CO2的浓度c.使用催化剂d.增压

②如果在t3时再增加CO2的量,t4时反应又处于新平衡状态,请在图上画出t3~t5时间段的v(逆)变化曲线_____。

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