Question

硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。制備硫酸銅是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)。由于銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中將濃硝酸分次加入到銅粉與稀硫酸中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖1、2所示）。

（1）圖1中，A儀器的名稱為         ，燒瓶中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為             。

（2）圖2是圖1的改進(jìn)裝置，改進(jìn)的目的是                          。

（3）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：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FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反應(yīng)完全后，向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH到3～4，產(chǎn)生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，濾渣作催化劑循環(huán)使用。（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀時(shí)的pH分別為3.7、6.4。）

請(qǐng)回答下列問題：

①方案1中的B儀器名稱是            。

②方案2中甲物質(zhì)是         （填字母序號(hào)）。a、CaO        b、CuCO₃     c、CaCO₃       

第二組：過氧化氫為氧化劑法

將3.2g銅絲放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反應(yīng)0.5h后，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1 h后，過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.6g。請(qǐng)回答下列問題：

③該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為                                               。

④控制溫度在50℃和60℃加熱的原因?yàn)?u>            ，晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是             。

⑤上述兩種氧化法中，更符合綠色化學(xué)理念的是       （填“第一組”或“第二組”），理由是        。

Answer 1

（1）分液漏斗（1分）。Cu+4H⁺+2NO₃^—=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O(或NO的方程式也可)（2分）。

（2）安全瓶（防止倒吸等）（1分）

（3）①坩堝（1分）  ②b（1分）     ③Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O（2分）

④防止雙氧水分解（1分），酒精與水互溶且極易揮發(fā)，減少晶體溶解（1分），第二組(2分)

理由：第一組中的方案1需要加熱，消耗能源，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)品純度較高。（2分）