某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程为(粗制氧化铜中还含有较多的铜):

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  • 解题思路:(1)根据给固体加热的操作方法进行判断需要的仪器,然后写出还缺少的仪器名称;

    (2)由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体,经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液,冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体;

    (3)途径Ⅰ有浓硫酸参加反应,消耗较多硫酸,并产生污染性二氧化硫气体;

    (4)应称量坩埚的质量,坩埚和晶体的质量,加热后坩埚的质量,加热后再称量一次坩埚的质量,判断质量是否发生变化,共称量4次;

    (5)a.温度过高,会导致硫酸铜分解,质量变化较大;

    b.胆矾晶体的颗粒较大,会导致晶体解热分解不完全,质量变化偏小;

    c.在空气中冷却,会吸收空气中的水重新形成晶体;

    d.胆矾晶体部分风化,会使水的含量较小,结果偏小.

    (1)样品需要放在瓷坩埚中、用酒精灯加热、加热时将瓷坩埚放在三脚架上的泥三角上加热、加热过程中需要用玻璃棒搅拌、移动瓷坩埚需要使用坩埚钳、加热后放在石棉网上冷却,所以灼烧时除三脚架、坩埚钳、泥三角外,实验所需的仪器还须有:瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒,

    故答案为:瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒;

    (2)由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体,经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液,冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体,

    故答案为:蒸发;过滤;

    (3)比较反应的两个途径,途径Ⅰ有浓硫酸参加反应,消耗较多硫酸,并产生污染性二氧化硫气体,所以与途径Ⅰ相比途径Ⅱ的优点是:产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少,途径II不会产生污染大气的气体

    故答案为:产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少;途径II不会产生污染大气的气体;

    (4)测定所得胆矾(CuSO4•xH2O)中结晶水x值,应称量坩埚的质量,坩埚和晶体的质量,加热后坩埚的质量,加热后再称量一次坩埚的质量,判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g,共称量4次,

    故答案为:4;

    (5)a.加热温度过高,会导致硫酸铜分解,质量变化较大,导致结果偏大,故a正确;

    b.胆矾晶体的颗粒较大,会导致晶体解热分解不完全,质量变化偏小,结果偏小,故b错误;

    c.加热后放在空气中冷却,会吸收空气中的水重新形成晶体,结果偏小,故c错误;

    d.胆矾晶体部分风化,会使水的含量较小,结果偏小,故d错误.

    故答案为:a.

    点评:

    本题考点: 制备实验方案的设计;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

    考点点评: 本题通过胆矾的制备流程,考查了物质制备方案的设计,涉及铜及其化合物的性质应用、化学实验基本操作、环境保护等知识,题目难度中等,注意掌握物质制备方案的方法,明确制备原理及正确的操作方法为解答关键.