Question

10．納米銅粉具有優(yōu)良的性質，可用作化工催化劑．某研究性學習小組以CuSO₄•5H₂O為原料制備納米銅粉，其流程如圖1：
已知：①分散劑為有機物，其分子一端可溶入水中，另一端可在納米粒子表面形成有機薄膜阻止粒子團聚；
②EDTA不參與反應，其作用為防止Cu²⁺在堿性條件下沉淀；
（1）為了防止制備過程中納米粒子團聚，第①步中加入的分散劑可能是bc．
a．三氯硅烷（SiHCl₃）b．正丁醇 c．丙三醇 d．乙酸乙酯
（2）第②步反應的離子方程式是□Cu²⁺+□BH₄^-+□8OH^-=□BO₂^-+□Cu+□H₂O
（3）第③步實驗操作需要的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒；確定產品已充分干燥的方法是稱量至恒重．
（4）已知硫酸銅轉化率與KBH₄和CuSO₄物質的量之比關系如圖2所示．該小組以125g CuSO₄•5H₂O為原料，最終得到產品30.72g，則混合溶液中含KBH₄0.625mol．

Answer 1

分析 （1）三氯硅烷易水解，乙酸乙酯不溶于水；
（2）銅離子與BH₄^-在堿性條件下反應生成銅單質和BO₂^-；
（3）第③步實驗操作是過濾；兩次稱量質量相同；
（4）125gCuSO₄•5H₂O溶于水得到A，A與KBH₄反應得到銅單質，攪拌、過濾、醇洗、真空干燥得到產品，根據(jù)銅元素守恒，求出轉化率，最后由圖查出含KBH₄的物質的量．

解答 解：（1）三氯硅烷易水解，乙酸乙酯不溶于水；分散劑為有機物，其分子一端可溶入水中，另一端可在納米粒子表面形成有機薄膜阻止粒子團聚因此為了防止制備過程中納米粒子團聚，加入的分散劑可能是正丁醇或丙三醇，故答案為：bc；
（2）銅離子與BH₄^-在堿性條件下反應生成銅單質和BO₂^-，反應的離子方程式：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O，故答案為：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O；
（3）第③步實驗操作是過濾，因此需要的玻璃儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯；確定產品已充分干燥的方法是兩次稱量質量相同，故答案為：漏斗；玻璃棒；稱量至恒重；
（4）125gCuSO₄•5H₂O為0.5mol，最終得到銅30.72g為$\frac{30.72g}{64g/mol}$=0.48mol，即轉化率為$\frac{0.48mol}{0.5mol}$=96%，則由圖查出比例KBH₄為0.5×1.25mol，故答案為：0.625．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，涉及物質的制備、離子方程式的書寫以及物質含量的計算等，題目難度中等．