Question

12．氧化銅有多種用途，如作玻璃著色劑、油類脫硫劑等．為獲得純凈的氧化銅以探究其性質(zhì)，某同學用工業(yè)硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質(zhì)）進行如下實驗：工業(yè)CuSO₄$\stackrel{Ⅰ}{→}$$\stackrel{Ⅱ}{→}$CuSO₄溶液$\stackrel{Ⅲ}{→}$CuSO₄•5H₂O→…→CuO
（1）制備氧化銅：
①步驟Ⅰ的目的是除不溶性雜質(zhì)，操作是：加適量水溶解，攪拌，過濾．
②步驟Ⅱ的目的是除鐵，操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加熱；當Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制pH=3.5；加熱煮沸一段時間，過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．控制溶液pH=3.5的原因是：使Fe³⁺可全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，而Cu²⁺不會轉(zhuǎn)化為Cu （OH）₂沉淀．
③步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄•5H₂O固體，操作是：將CuSO₄•5H₂O溶液加熱蒸發(fā)至有晶體出現(xiàn)時，停止加熱、過濾、水浴加熱烘干．水浴加熱的特點是：受熱均勻，溫度易于控制在100⁰C以下．
（2）探究氧化銅的性質(zhì)：
①取A、B兩支試管，往A中加入適量的CuO粉末，再分別向A和B加入等體積3% H₂O₂溶液，只觀察到A中有大量氣泡，結(jié)論是：CuO可加快H₂O₂分解的反應速率，是H₂O₂分解反應的催化劑．
②為探究試管A中的反應速率，收集氣體并測定其體積必需的實驗儀器有：秒表、橡皮塞、導管、集氣瓶、量筒．

Answer 1

分析 （1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過濾；
②滴加H₂O₂能將亞鐵離子氧化；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動；
③由溶液得到晶體，可進行溶解，然后蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止晶體分解；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀察到有氣體生成，則CuO起催化劑的作用；
②測定反應速率，需要知道一定時間內(nèi)氣體的體積變化，以此選擇儀器．

解答 解：（1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過濾，則操作步驟為加適量水溶解，攪拌，過濾，
故答案為：加適量水溶解，攪拌，過濾；
②Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動，目的是調(diào)節(jié)溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：使Fe³⁺可全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，而Cu²⁺不會轉(zhuǎn)化為Cu （OH）₂沉淀；
③由溶液得到晶體，可進行溶解，然后蒸發(fā)，為飽和溶液，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止CuSO₄•5H₂O晶體分解，
故答案為：將CuSO₄•5H₂O溶液加熱蒸發(fā)至有晶體出現(xiàn)時，停止加熱；受熱均勻，溫度易于控制在100⁰C以下；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀察到有氣體生成，而B中沒有氣體生成，則說明CuO起催化劑的作用，
故答案為：CuO可加快H₂O₂分解的反應速率，是H₂O₂分解反應的催化劑；
②測定反應速率，需要知道一定時間內(nèi)氣體的體積變化，除導管、橡皮塞、水槽、集氣瓶外還必須有量筒、秒表（或計時器、手表），
故答案為：秒表、橡皮塞、導管、集氣瓶、量筒．

點評 本題考查制備實驗方案的設計及物質(zhì)的分離、提純，明確流程中的各步操作的目的是解答的關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及反應原理即可解答，題目難度中等．