(2011?兗州市三模)實驗室用銅制取硫酸銅,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
3:2
3:2
;為了吸收該反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣,請選擇下列中合適的裝置
B
B
.
(2)為符合綠色化學(xué)的要求,某研究性學(xué)習(xí)小組進行如下設(shè)計:
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FeSO
4,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
-5mol?L
-1,就認(rèn)為沉淀完全),然后過濾、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請回答下列問題:
如開始加入的銅粉為3.2g,最后所得溶液為500mL,溶液中含有鐵元素0.005mol.
①方案1中的B儀器名稱是
坩堝
坩堝
.
②為了使鐵元素全部沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH至少為
3
3
.
③方案2中甲物質(zhì)可選用的是
CD
CD
.
A、CaO B、NaOH C、CuCO
3 D、Cu
2(OH)
2CO
3 E、Fe
2(SO
4)
3④反應(yīng)中加入少量FeSO
4可加速銅的氧化,用離子方程式解釋其原因
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
.
第二組:過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45mL 1.5mol?L
-1的稀硫酸中,控溫在50℃.加入18mL 10%的H
2O
2,反應(yīng)0.5h,升溫到60℃,持續(xù)反應(yīng)1h后,過濾、蒸發(fā)濃縮、減壓抽濾等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO
4?5H
2O 10.5g.
請回答下列問題:
⑤反應(yīng)時溫度控制在50℃~60℃不宜過高的原因是
防止雙氧水分解
防止雙氧水分解
,
⑥本實驗CuSO
4?5H
2O的產(chǎn)率為
84%
84%
.