Question

實(shí)驗(yàn)室常用銅片、稀硫酸和濃硝酸來制備五水硫酸銅：Cu+2HNO₃+H₂SO₄=CuSO₄+2NO₂↑+2H₂O分以下幾個(gè)步驟：
①將盛有4.5g銅屑的蒸發(fā)皿置于酒精燈火焰上，灼燒至表面呈現(xiàn)黑色，冷卻；
②加16mL3mol?L^-1硫酸，再緩慢、分批加入7mL12mol?L^-1硝酸（在通風(fēng)櫥進(jìn)行）；
③待反應(yīng)緩和后，蓋上表面皿，用水浴加熱至銅屑全溶；
④傾析法趁熱將溶液轉(zhuǎn)移到另一蒸發(fā)皿中，并在水浴上濃縮到溶液出現(xiàn)晶膜，冷卻，過濾；
…
請(qǐng)回答下列問題：
（1）將銅屑灼燒的目的是    ，表面的黑色物質(zhì)是    ．
（2）加入硝酸時(shí)，必須緩慢、分批加入的目的是    ．
（3）控制硝酸總量盡可能小除了環(huán)保和節(jié)約原料外，還可能的原因是    ．
（4）下圖是硫酸銅和硝酸銅的溶解度表（單位：g），請(qǐng)根據(jù)表回答：

溫度/℃		20	40	60	80	100
CuSO4?5H2O	23.1	32.0	44.6	61.8	83.8	114.0
Cu（NO3）2?xH2O	83.5	125.0	163.0	182.0	208.0	247.0

①步驟④溶液冷卻時(shí)析出的晶體主要是    ．
②將五水硫酸銅粗產(chǎn)品提純，要采取的實(shí)驗(yàn)方法是    ．
（5）實(shí)驗(yàn)中取用蒸發(fā)皿的儀器是    ，使用蒸發(fā)皿時(shí)的注意事項(xiàng)是    ．（只需寫出一項(xiàng)）
（6）如不用水浴加熱蒸發(fā)，五水硫酸銅晶體可能會(huì)因溫度高轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨�的硫酸銅，此過程屬于    變化．（填“物理”或“化學(xué)”）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)金屬表面沾有油污；根據(jù)固體的顏色分析；
（2）根據(jù)硝酸是氧化劑，加快了會(huì)有大量氣體放出，分批加是為充分利用硝酸，同時(shí)避免酸在加熱時(shí)分解；
（3）根據(jù)硝酸加多了，會(huì)導(dǎo)致粗產(chǎn)品中含有較多的硝酸銅；
（4）①根據(jù)CuSO₄?5H₂O的溶解度隨溫度變化較大；
     ②根據(jù)固體混合物中目標(biāo)組分在某種溶劑中的溶解度隨溫度變化有明顯差異，在較高溫度下溶解度大，降低溫度時(shí)溶解度小，從而用重結(jié)晶分離提純；
（5）根據(jù)蒸發(fā)皿在實(shí)驗(yàn)中有一定的溫度，不能直接用手拿；根據(jù)蒸發(fā)皿使用的注意事項(xiàng)；
（6）根據(jù)加熱前后兩種固體不同．
解答：解：（1）因金屬表面沾有油污，用加熱可除去，同時(shí)生成黑色的氧化銅，故答案：除去表面的油污，氧化銅；
    （2）硝酸是氧化劑，加快了會(huì)有大量氣體放出，會(huì)夾帶溶液，使溶液溢出容器；分批加是為充分利用硝酸，避免未反應(yīng)的酸在加熱時(shí)分解．故答案：防止反應(yīng)劇烈，有液體濺出；避免硝酸分解；
    （3）反應(yīng)時(shí)，硝酸加多了，會(huì)導(dǎo)致粗產(chǎn)品中含有較多的硝酸銅，致使粗產(chǎn)品呈綠色．故答案：避免引入過多NO₃^-，影響后面的實(shí)驗(yàn)；
    （4）①因CuSO₄?5H₂O的溶解度隨溫度變化較大，所以先析出，故答案：五水硫酸銅；
         ②因CuSO₄?5H₂O含有雜質(zhì)Cu（NO₃）₂?xH₂O，但Cu（NO₃）₂?xH₂O溶解度隨溫度變化不大，故可用重結(jié)晶法提純，故答案：重結(jié)晶；
    （5）蒸發(fā)皿在實(shí)驗(yàn)中有一定的溫度，應(yīng)用坩堝鉗取用，同時(shí)蒸發(fā)皿蒸發(fā)溶液時(shí)蒸發(fā)皿中溶液的體積不超過它體積的2/3、蒸發(fā)溶液時(shí)不能蒸干，有大部分晶體析出時(shí)停止加熱、避免驟冷導(dǎo)致蒸發(fā)皿破裂等，故答案：避免驟冷導(dǎo)致蒸發(fā)皿破裂或蒸發(fā)溶液時(shí)蒸發(fā)皿中溶液的體積不超過它體積的2/3或蒸發(fā)溶液時(shí)不能蒸干等；
    （6）由于固體由CuSO₄?5H₂O變成CuSO₄，這是兩種不同的物質(zhì)，故答案：化學(xué)．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)綜合題，由五水硫酸銅的制備，學(xué)習(xí)了由不活潑金屬與酸作用制備鹽的方法及重結(jié)晶法提純物質(zhì)．