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在中学化学实验中,通常用无水硫酸铜来检验少量水的存在.由于无水硫酸铜吸湿性很强,需要现制现用.方法甲:取2药匙细小的硫酸铜晶体置于中研碎后放入坩埚,将坩埚放在上

题目详情
在中学化学实验中,通常用无水硫酸铜来检验少量水的存在.由于无水硫酸铜吸湿性很强,需要现制现用.
方法甲:取2药匙细小的硫酸铜晶体置于______中研碎后放入坩埚,将坩埚放在______上用小火慢慢加热并用玻璃棒不停搅拌,最后将坩埚移入______中进行冷却(请选用合适仪器填空:表面皿、研钵、烧杯、通风橱、试管夹、干燥器、泥三角).
方法乙:取2药匙研碎的硫酸铜晶体于小烧杯中,加入20mL浓硫酸(质量分数不低于98%),并用玻璃棒搅拌,静置5min后倾去浓硫酸,用无水乙醇洗涤数次,倒在滤纸上晾干.
[交流与讨论]
(1)方法甲中,加热温度稍高时会出现变黑现象,原因是
CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O也可
CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O也可
(用化学方程式表示).
(2)方法乙中,浓硫酸的作用是______;为了不浪费药品,对无水乙醇洗涤液进行再生的方法是______,所用的主要玻璃仪器有烧瓶、接液管、锥形瓶______等.
(3)用制得的无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时,除了发现固体变蓝外,还发现该双氧水中有气泡产生,对此你有何猜想______.
(4)目前工业上正积极探索用浓HNO3作氧化剂,用Cu与浓H2SO4、浓HNO3反应,采取间歇加热、逐渐加入浓HNO3的方法来制备CuSO4•5H2O的新工艺.模拟制备装置如右图所示.
[问题一]如图装置中,分液漏斗内装的液体是______,反应结束时,获取CuSO4•5H2O的操作过程是先______,趁热将三颈瓶中的液体倒入烧杯中冷却,析出晶体CuSO4•5H2O,过滤、晾干.
[问题二]工业上用石灰乳吸收尾气,除了防止环境污染外,还能得到了有经济实用价值的副产品--亚硝酸钙.尾气吸收生成亚硝酸钙的化学方程式是______.
▼优质解答
答案和解析
方法甲:方法甲是通过加热CuSO4•5H2O晶体,使晶体失水而得到无水硫酸铜.首先应将CuSO4•5H2O晶体在研钵中研碎,使之成为细小的颗粒或粉末,增大其受热面积,加快失水速度,然后将研碎的CuSO4•5H2O晶体放入坩埚中,将坩埚放在泥三角上加热.由于加热失水后的CuSO4易吸收空气中的水蒸气,故应将加热后的坩埚放在干燥器中进行冷却.
故答案为:研钵;泥三角;干燥器;
【交流与讨论】
(1)在方法甲中,加热温度过高时,由于CuSO4•5H2O发生分解反应生成黑色的CuO,导致产品变黑,
方程式为CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O,
故答案为:CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4•5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O也可;
(2)方法乙是利用浓硫酸的吸水性,吸取CuSO4•5H2O晶体中的水,再用无水乙醇洗掉CuSO4吸附的少量浓硫酸,从而得到无水硫酸铜,再生无水乙醇可通过加入CaO(生石灰)进行蒸馏的方法实现,根据蒸馏装置即可确定所需的玻璃仪器还应有冷凝管,
故答案为:吸水剂;加CaO后蒸馏(或蒸馏也可);冷凝管;
(3)气泡的产生是由H2O2在Cu2+的催化作用下发生分解反应生成O2所致,
故答案为:铜离子(或硫酸铜)对双氧水分解有催化作用;
(4)【问题一】本实验首先是Cu与浓硝酸在三颈瓶内发生反应生成Cu(NO32,然后用分液漏斗逐渐加入浓硫酸,Cu(NO32与浓硫酸在加热条件下发生复分解反应而得到CuSO4溶液,CuSO4溶液冷却结晶即可析出CuSO4•5H2O晶体.由于反应过程中有可溶于水的气体NO2生成,在撤导管时,操作不规范可以引起倒吸,应先撤导管再迅速撤加热装置;
故答案为:浓硝酸;先撤去导管后停止加热;
【问题二】Cu与浓硝酸反应过程中,由于HNO3的浓度逐渐降低,得到的气体为NO和NO2,且Cu(NO32与浓硫酸反应过程中,HNO3也会发生分解产生NO2,由于NO、NO2属于有毒的大气污染物,应对尾气进行处理.根据题意,尾气处理时反应物为NO、NO2、Ca(OH)2,生成物为Ca(NO22和H2O,据此可写出相应反应的化学方程式分别为
NO2+NO+Ca(OH)2=Ca(NO22+H2O 或4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO32+Ca(NO22+2H2O,
故答案为:NO2+NO+Ca(OH)2=Ca(NO22+H2O 或4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO32+Ca(NO22+2H2O.
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