Question

實(shí)驗(yàn)室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過(guò)蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體。

（1）為了節(jié)約原料，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為：     ；為了吸收該反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣，請(qǐng)選擇下列中合適的裝置        。

（2）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

第一組：以空氣為氧化劑法

方案1：以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)。

方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加少量FeSO₄，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅。反應(yīng)完全后，加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH ，鐵元素全部沉淀（一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10^-5 mol·L^-1，就認(rèn)為沉淀完全），然后過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶。

已知：K_sp[Cu((OH)₂]≈10^-22， K_sp[Fe((OH)₂]≈10^-16,  K_sp[Fe((OH)₃]≈10^-38

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

如開(kāi)始加入的銅粉為3.2 g，最后所得溶液為500 mL,溶液中含有鐵元素0.005 mol。

①方案1中的B儀器名稱(chēng)是        。

②為了使鐵元素全部沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為_(kāi)________。

③方案2中甲物質(zhì)可選用的是              。

A、 CaO    B、NaOH   C、CuCO₃   D、Cu₂(OH)₂CO₃   E、Fe₂(SO₄)₃ 

④反應(yīng)中加入少量FeSO₄可加速銅的氧化，用離子方程式解釋其原因         。

第二組：過(guò)氧化氫為氧化劑法

將3.2g銅絲放到45 mL 1.5mol·L^-1的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反應(yīng)0.5h，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1 h后，過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.5g。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑤反應(yīng)時(shí)溫度控制在50℃~60℃不宜過(guò)高的原因是          ，

⑥本實(shí)驗(yàn)CuSO₄·5H₂O的產(chǎn)率為          。

 

Answer 1

【答案】

（1）3:2 (2分)        B(1分)

（2）①坩堝(1分)   ② 3  (2分)   ③CD(2分)

④4Fe²⁺+O₂+4H⁺==4Fe³⁺+2H₂O；(2分)  2Fe³⁺+Cu==2Fe²⁺+Cu²⁺(2分)

⑤防止雙氧水分解(1分)    ⑥84％(2分)

【解析】略