Question

某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质．实验室中以该矿样为原料制备CuCl₂•2H₂O晶体，流程如下：

（1）在实验室中，欲用37%（密度为1.19g•mL^-1）的盐酸配制500mL 6mol•L^-1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶外，还有_____________；

（2）①若在实验室中完成系列操作a．则下列如图2实验操作中，不需要的是_____________（填下列各项中序号）．

②CuCl₂溶液中存在如下平衡：Cu（H₂O）₄²⁺（蓝色）+4Cl^-CuCl₄^2-（黄色）+4H₂O。欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中，还需要的是_____________（填序号）．

a．FeCl₃固体   b．CuCl₂固体  c．蒸馏水

（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO₂生成曲线如图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu₂S、CuO•CuSO₄、CuSO₄、CuO生成，转化顺序为：

第①步转化主要在200～300℃范围内进行，该步转化的化学方程式为_____________，

②300～400℃范围内，固体质量明显增加的原因是_____________，上图所示过程中，CuSO₄固体能稳定存在的阶段是_____________（填下列各项中序号）．

a．一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段

③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO₂和O₂的混合物。

a．装置组装完成后，应立即进行气密性检查，请写出检查A-D装置气密性的操作：_____________。

b．当D装置中产生白色沉淀时，便能说明第四阶段所得气体为SO₂和O₂的混合物．你认为装置D中原来盛有的溶液为_____________溶液，

Answer

（1）胶头滴管；

（2）①cd；

②c；

（3）①2CuS+O2Cu2S+SO2；

②Cu2S转化为CuSO4；c；

③a．关闭分液漏斗活塞，在D中加水至淹没下端管口，微热A中圆底烧瓶，若D中有气泡，停止加热后导管中有一段水柱，则气密性良好；

b．氯化钡；

【解析】

试题分析：（1）配制500mL 6mol•L-1的盐酸需要的仪器有：量筒、烧杯、500mL容量瓶、玻璃棒外、胶头滴管，使用还缺少：胶头滴管，故答案为：胶头滴管；

（2）①操作a实验的目的是从氯化铜溶液中得到CuCl2•2H2O，需要的操作方法按照操作顺序依次是：蒸发浓缩、冷却结晶和过滤，所以需要的装置为a、b，不需要的为c和d，故答案为：cd；

②CuCl2溶液中存在如下平衡：Cu（H2O）42+（蓝色）+4Cl-═CuCl42-（黄色）+4H2O，欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，则需要改变条件，看是否有平衡移动，因此实验中进入水后溶液蓝色加深，即可证明存在平衡；不能加入氯化铁固体或氯化铜固体，原因是铁离子和铁离子本身有颜色，实验c正确，故答案为：c；

（3）①根据CuS矿样在焙烧过程中转化顺序可知，第①步反应为氯化铜转化成硫化亚铜，反应的化学方程式为：2CuS+O2Cu2S+SO2，故答案为：2CuS+O2Cu2S+SO2；

②根据图象曲线变化可知，300～400℃范围内固体有硫化亚铜转化为磷酸铜，所以固体质量明显增加；当固体质量最大时，固体的主要成分为硫酸铜，所以CuSO4固体能稳定存在的阶段为第三阶段，故答案为：Cu2S转化为CuSO4；c；

③a．组装完装置后，在实验前必须检查装置的气密性是否良好，避免影响实验结果，甚至污染环境，检查的方法如下：关闭分液漏斗活塞，在D中加水至淹没下端管口，微热A中圆底烧瓶，若D中有气泡，停止加热后导管中有一段水柱，则气密性良好。故答案为：关闭分液漏斗活塞，在D中加水至淹没下端管口，微热A中圆底烧瓶，若D中有气泡，停止加热后导管中有一段水柱，则气密性良好；

b．第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物，二氧化硫与氧气能够与氯化钡溶液反应生成难溶物硫酸钡，所以装置D可以使用氯化钡溶液检验二氧化硫和氧气，故答案为：氯化钡。

【考点定位】考查探究化学反应机理；制备实验方案的设计

【名师点晴】本题考查了一定物质的量浓度的溶液配制方法、CuCl2•2H2O晶体的制备方法、性质实验方案的设计、化学平衡的影响因素等知识，题目难度较大，试题涉及的知识点较多，题量较大，充分考查了学生对书写知识掌握情况，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。