Question

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：將銅粉在坩堝中反復(fù)灼燒，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銅粉與稀硫酸的混合物中，向反應(yīng)液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，即發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)完全后加CuCO₃調(diào)節(jié)pH到3～4，產(chǎn)生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶得CuSO₄?5H₂O．濾渣可循環(huán)使用．
（1）寫出加入FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃后發(fā)生反應(yīng)的相關(guān)的離子方程式

 

．
第二組：過氧化氫為氧化劑法
將少量銅絲放到適量的稀硫酸中，溫度控制在50℃．加入H₂O₂，反應(yīng)一段時(shí)間后，升溫到60℃，再反應(yīng)一段時(shí)間后．過濾、蒸發(fā)結(jié)晶等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄?5H₂O．
（2）過氧化氫試劑瓶最適合貼上的一個(gè)標(biāo)簽是

 

．

（3）若需要得到25.0g硫酸銅晶體，至少需要30%（密度為1.1g/cm3 ）的H₂O₂

 

mL．
（4）上述兩種氧化法中，更符合綠色化學(xué)理念（從產(chǎn)品的純度和能源的消耗角度）的是

 

 （填“第一組”或“第二組”），理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)試劑的分類,離子方程式的書寫,溶液的配制

專題：元素及其化合物

分析：（1）二價(jià)鐵能被氧氣氧化為三價(jià)鐵，三價(jià)鐵能將銅氧化；
（2）過氧化氫有強(qiáng)氧化性；
（3）根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算；
（4）第一組方案1需要灼燒，方案2所得產(chǎn)品含有鐵元素雜質(zhì)；方案1產(chǎn)生有毒氣體氮的氧化物，而第二組方案幾乎不產(chǎn)生有害氣體．

解答： 解：（1）二價(jià)鐵能被氧氣氧化為三價(jià)鐵，三價(jià)鐵能將銅氧化，離子方程式：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）過氧化氫有強(qiáng)氧化性，是氧化劑，故答案為：B；
（3）25.0g硫酸銅的物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)需要30%（密度為1.1g/cm³ ）的H₂O₂XmL．
Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O
    34          1
 1.1X×30%     0.1 

34

1.1X×30%

=

1

0.1

故答案為：10.3；
（4）第一組方案1需要灼燒，所以多消耗能源；第一組方案2所得產(chǎn)品含有鐵元素雜質(zhì)，產(chǎn)品不純；第一組方案1產(chǎn)生有毒氣體氮的氧化物，而第二組方案幾乎不產(chǎn)生有害氣體，且所得產(chǎn)品純度較高，
故答案為：第二組；第一組方案1需要灼燒，多消耗能源；第一組方案2所得產(chǎn)品含有鐵元素雜質(zhì)；而第二組方案幾乎不產(chǎn)生有害氣體，且所得產(chǎn)品純度高．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的理解與評(píng)價(jià)、常用化學(xué)用語、物質(zhì)推斷、實(shí)驗(yàn)條件控制等，難度中等，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃伎紝?shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理中反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定試劑和裝置，通過比較和評(píng)價(jià)優(yōu)選最佳實(shí)驗(yàn)方案．