Question

硫酸銅是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，實(shí)驗(yàn)室中可通過(guò)不同途徑制取硫酸銅溶液和膽礬(CuSO₄·5H₂O)，其中一種流程如下：

(1)操作I具體為_(kāi)_________、___________、過(guò)濾、烘干。
(2)雜銅(含少量有機(jī)物)灼燒后的產(chǎn)物除氧化銅還含少量銅，原因可能是___________(填字母代號(hào))。
a．灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原
b．灼燒不充分．銅未被完全氧化
c．氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅
d．該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化
(3)若將雜銅換為純凈的銅粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe₂(SO₄)₃溶液，不斷通入氧氣。反應(yīng)完全后向其中加入過(guò)量_______________(填化學(xué)式，下同)，調(diào)節(jié)pH至4，生成_________沉淀，過(guò)濾得硫酸銅溶液［已知Fe(OH)₃和Cu(OH)₂完全沉淀時(shí)的pH分別為3．7、6．4]。
（4)通過(guò)下述圖1裝置也可制取硫酸銅溶液(已知：2NaOH+2NO₂＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O)。

燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________；
圖2是圖1的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)有①__________________________，②_________________________。

Answer 1

（16分）（1）蒸發(fā)濃縮（2分）；冷卻結(jié)晶（2分） （2）ab（2分，選對(duì)1個(gè)1分，有錯(cuò)誤不得分）
（3）CuO（2分，其它合理答案也可） Fe(OH)₃(2分)
（4）Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2H₂O＋2NO₂↑；3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋4H₂O＋2NO↑（2分，寫(xiě)對(duì)1個(gè)即得2分） ①防止NaOH溶液倒吸進(jìn)入發(fā)生裝置（2分） ②NO、NO₂有毒氣體能被完全吸收（2分）

試題分析：（1）硫酸銅能溶于水，所以從硫酸銅溶液中得到硫酸銅晶體得操作應(yīng)該是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后過(guò)濾烘干即可。
（2）灼燒后的產(chǎn)物除氧化銅還含少量銅，這說(shuō)明a．灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原，a正確；b．灼燒不充分．銅未被完全氧化，b正確；c．氧化銅穩(wěn)定，在加熱過(guò)程中不可能分解生成銅，c不正確；d．銅極易被氧化生成氧化銅，d不正確，答案選ab。
（3）由于反應(yīng)中不能再引入新的雜質(zhì)，所以要調(diào)節(jié)溶液的pH小于進(jìn)入氧化銅或氫氧化銅。由于氫氧化鐵沉淀的pH小于氫氧化銅沉淀的pH，所以首先生成氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾得硫酸銅溶液。
（4）硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把銅氧化生成硝酸銅，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度逐漸降低，其還原產(chǎn)物將逐漸變?yōu)镹O，因此有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2H₂O＋2NO₂↑、3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋4H₂O＋2NO↑。由于NO₂與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，溶液容易倒吸，且NO與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，易造成環(huán)境污染，所以圖2中通入氧氣可以氧化NO而不完全吸收，即裝置2的優(yōu)點(diǎn)是①防止NaOH溶液倒吸進(jìn)入發(fā)生裝置；②NO、NO₂有毒氣體能被完全吸收。