某研究小组在实验室中以铜粉(含铁粉5%以上)为原料制取胆矾(CuSO4?5H2O)并检测其纯度.本题限选试剂:

2025-03-22 08:39:10
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回答1:

(1)由粗铜制取胆矾,应先除去铜中的杂质铁,根据铁铜的性质,选用3 mol?L-1 H2SO4,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,而铜不反应,所以反应现象为有无色气泡产生,溶液由无色变成浅绿色.反应完毕通过过滤、洗涤得到纯铜;铜和稀硫酸不反应,所以还需加入硝酸把铜氧化为铜离子,铜把硝酸还原为氮的氧化物,所以看到的现象应为:有红棕色气体产生,溶液由无色变成蓝色.
故答案为:
实验步骤 预期现象
步骤1:加入足量3 mol?L-1 H2SO4,充分反应后过滤,充分洗涤滤渣. 有无色气泡产生,溶液由无色变成浅绿色.
步骤2:加入适量3 mol?L-1 H2SO4,再缓慢、分批地加入浓HNO3,边加边搅拌直至铜粉完全溶解. 有红棕色气体产生,溶液由无色变成蓝色.
(2)检验铁的存在,根据所给试剂,用KSCN,而硫氰化钾遇铁离子显红色,所以应先用硫酸溶解铜粉,使其中的铁溶解,再滴加少量3%H2O2溶液把亚铁离子氧化为铁离子,再滴加几滴20%KSCN溶液看溶液是否变红来检验铁的存在,若变红,说明铜中铁没有除净,若不变色,证明除净,
故答案为:取少量铜粉于试管中,加入少量3 mol?L-1 H2SO4溶液,充分振荡后取上层溶液于另一试管中,滴加少量3%H2O2溶液,再滴加几滴20%KSCN溶液;
(3)硫酸铜与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,而硝酸铜与氯化钡不反应,故m2为硫酸钡的质量.故可根据沉淀的量计算出硫酸铜晶体的质量,进而求得硫酸铜晶体的质量分数.
   CuSO4+BaCl2═BaSO4↓+CuCl2
    1mol        233
   n( CuSO4)   m2
     n( CuSO4)=
m2
233
mol,
n(CuSO4?5H2O=n( CuSO4)=
m2
233
mol,
样品中CuSO4?5H2O的质量分数为:
m(CuSO4?5H2O)
m1
×100%=
m2
233
×250
m1
×100%
=
250m2
233m1
×100%

故答案为:
250m2
233m1
×100%