Question

【题目】某学生欲配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，并探究硫酸铜的性质。实验室有两种不同的试剂可供选用：① CuSO4·5H2O晶体；②16%的CuSO4溶液 (ρ＝2.3 g/mL)。回答下列问题：

（1）配制该硫酸铜溶液应选用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还有________。

（2）若取用①来配置该硫酸铜溶液，需用托盘天平称量_______g；若取用②来配置，所选用硫酸铜溶液的体积为_______mL。

（3）若取用②来配置，下列操作会使得所配硫酸铜溶液浓度偏低的是____（填编号）。

a.量取硫酸铜溶液的量筒未用蒸馏水洗涤 b.容量瓶中有少量水

c.定容摇匀时，液面下降又加水 d.定容时仰视刻度线

（4）取所配硫酸铜溶液，往其中加入BaCl2溶液，观察有白色沉淀出现。如何证明所取溶液中的硫酸根离子沉淀完全？________。

（5）课堂上，老师演示了金属钠与CuSO4溶液反应的实验，大家都观察到有蓝色沉淀生成，用化学反应方程式解释原因_________。个别较细心的同学还发现生成的蓝色沉淀中混有少量黑色难溶物，而所使用的药品均没有问题，该黑色难溶物是________(填化学式)，猜测生成该黑色难溶物的原因是________。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶、胶头滴管 5.0 8.7 cd 取反应后的上层清液于一洁净试管中，继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生则沉淀完全（或取反应后的上层清液于一洁净试管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀产生则原所取溶液中的沉淀完全） ， CuO 反应放出的热使分解生成了CuO

【解析】

(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，应选择100mL容量瓶，依据溶液配制过程和实验操作分析回答；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，应选择100mL容量瓶，依据m=cVM计算需要溶质的质量；依据c=计算浓硫酸铜的物质的量浓度，依据溶液稀释过程中所含溶质的物质的量不变计算需要浓硫酸铜体积；
(3)分析操作对溶质的物质的量和溶液的体积的影响，依据c=进行误差分析，凡是使n偏小或者使V偏大的操作都能够使溶液浓度偏低，反之使溶液浓度偏高，据此进行判断；
(4)依据硫酸根离子能够与钡离子反应生成硫酸钡沉淀解答；
(5)钠与硫酸铜溶液反应，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应放出大量的热，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水。

：(1)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，应选择100mL容量瓶，配制溶液需要用到的玻璃仪器是量筒量体积，烧杯溶解，用玻璃棒搅拌加快溶解，沿玻璃棒引流转移溶液到100ml容量瓶中，最后用教头滴管定容，所以还需的玻璃仪器是胶头滴管、100mL容量瓶；故答案为：胶头滴管、100mL容量瓶；
(2)配制0.2mol/L的CuSO4溶液98mL，应选择100mL容量瓶，需要五水硫酸铜质量为：0.1L×0.2mol/L×250g/mol=5.0g；16%的CuSO4溶液(ρ=2.3g/mL)物质的量浓度为：=2.3mol/L，设需要浓硫酸铜溶液体积为V，则依据稀释规律得：2.3mol/L×V=100mL×0.2mol/L，解得V=8.7mL；故答案为：5.0；8.7；
(3)a．量取硫酸铜溶液的量筒未用蒸馏水洗涤，操作正确，无影响，故a不选；
b．容量瓶中有少量水，对溶质物质的量和溶液体积都不产生影响，溶液浓度无影响，故b不选；
c．定容摇匀时，液面下降又加水，导致溶液体积偏大，溶液浓度偏低，故c选；
d．定容时仰视刻度线，导致溶液体积偏大，溶液浓度偏低，故d选；
故选：cd；
(4)证明溶液中的硫酸根离子沉淀完全，使用操作为：取反应后的上层清液于一洁净试管中，继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生则SO42－沉淀完全。(或取反应后的上层清液于一洁净试管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀产生则原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)
故答案为：取反应后的上层清液于一洁净试管中，继续滴加BaCl2溶液，若无沉淀产生则SO42－沉淀完全。(或取反应后的上层清液于一洁净试管中，滴加稀H2SO4，若有沉淀产生则原所取溶液中的SO42－沉淀完全。)；
(5)钠与硫酸铜溶液反应，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；反应放出大量的热，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，方程式：2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水；故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水。