Question

【題目】某學生欲配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，并探究硫酸銅的性質。實驗室有兩種不同的試劑可供選用：① CuSO4·5H2O晶體；②16%的CuSO4溶液 (ρ＝2.3 g/mL)。回答下列問題：

（1）配制該硫酸銅溶液應選用的玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還有________。

（2）若取用①來配置該硫酸銅溶液，需用托盤天平稱量_______g；若取用②來配置，所選用硫酸銅溶液的體積為_______mL。

（3）若取用②來配置，下列操作會使得所配硫酸銅溶液濃度偏低的是____（填編號）。

a.量取硫酸銅溶液的量筒未用蒸餾水洗滌 b.容量瓶中有少量水

c.定容搖勻時，液面下降又加水 d.定容時仰視刻度線

（4）取所配硫酸銅溶液，往其中加入BaCl2溶液，觀察有白色沉淀出現。如何證明所取溶液中的硫酸根離子沉淀完全？________。

（5）課堂上，老師演示了金屬鈉與CuSO4溶液反應的實驗，大家都觀察到有藍色沉淀生成，用化學反應方程式解釋原因_________。個別較細心的同學還發現生成的藍色沉淀中混有少量黑色難溶物，而所使用的藥品均沒有問題，該黑色難溶物是________(填化學式)，猜測生成該黑色難溶物的原因是________。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶、膠頭滴管 5.0 8.7 cd 取反應后的上層清液于一潔凈試管中，繼續滴加BaCl2溶液，若無沉淀產生則沉淀完全（或取反應后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產生則原所取溶液中的沉淀完全） ， CuO 反應放出的熱使分解生成了CuO

【解析】

(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應選擇100mL容量瓶，依據溶液配制過程和實驗操作分析回答；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應選擇100mL容量瓶，依據m=cVM計算需要溶質的質量；依據c=計算濃硫酸銅的物質的量濃度，依據溶液稀釋過程中所含溶質的物質的量不變計算需要濃硫酸銅體積；
(3)分析操作對溶質的物質的量和溶液的體積的影響，依據c=進行誤差分析，凡是使n偏小或者使V偏大的操作都能夠使溶液濃度偏低，反之使溶液濃度偏高，據此進行判斷；
(4)依據硫酸根離子能夠與鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀解答；
(5)鈉與硫酸銅溶液反應，先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應放出大量的熱，氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水。

：(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應選擇100mL容量瓶，配制溶液需要用到的玻璃儀器是量筒量體積，燒杯溶解，用玻璃棒攪拌加快溶解，沿玻璃棒引流轉移溶液到100ml容量瓶中，最后用教頭滴管定容，所以還需的玻璃儀器是膠頭滴管、100mL容量瓶；故答案為：膠頭滴管、100mL容量瓶；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，應選擇100mL容量瓶，需要五水硫酸銅質量為：0.1L×0.2mol/L×250g/mol=5.0g；16%的CuSO4溶液(ρ=2.3g/mL)物質的量濃度為：=2.3mol/L，設需要濃硫酸銅溶液體積為V，則依據稀釋規律得：2.3mol/L×V=100mL×0.2mol/L，解得V=8.7mL；故答案為：5.0；8.7；
(3)a．量取硫酸銅溶液的量筒未用蒸餾水洗滌，操作正確，無影響，故a不選；
b．容量瓶中有少量水，對溶質物質的量和溶液體積都不產生影響，溶液濃度無影響，故b不選；
c．定容搖勻時，液面下降又加水，導致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故c選；
d．定容時仰視刻度線，導致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故d選；
故選：cd；
(4)證明溶液中的硫酸根離子沉淀完全，使用操作為：取反應后的上層清液于一潔凈試管中，繼續滴加BaCl2溶液，若無沉淀產生則SO42－沉淀完全。(或取反應后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產生則原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)
故答案為：取反應后的上層清液于一潔凈試管中，繼續滴加BaCl2溶液，若無沉淀產生則SO42－沉淀完全。(或取反應后的上層清液于一潔凈試管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀產生則原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)；
(5)鈉與硫酸銅溶液反應，先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；反應放出大量的熱，氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀，方程式：2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水；故答案為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水。