Question

氧化銅有多種用途，如用作玻璃著色劑，油類脫硫劑等，為獲得純凈的氧化銅并探究其性質(zhì)，某同學(xué)查找了溶度積數(shù)據(jù)并通過(guò)計(jì)算得到有關(guān)信息（如表），用工業(yè)硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質(zhì)）進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

物    質(zhì)	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
完全沉淀時(shí)的pH范圍	≥9.6	≥6.4	3～4

㈠制備氧化銅
工業(yè)CuSO₄

Ⅰ

Ⅱ

CuSO₄溶液

Ⅲ

CuSO₄?5H₂O…CuO
（1）步驟Ⅰ的操作是加入水和少量硫酸溶解樣品并過(guò)濾，目的是除去不溶性雜質(zhì)，這一步驟中加酸的作用是

防止CuSO₄等物質(zhì)水解，以有助于樣品的溶解

．
（2）步驟Ⅱ的操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加熱；待反應(yīng)完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5；加熱煮沸一段時(shí)間，過(guò)濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．
①這一步驟的目的是

將Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺并除去

，
②寫(xiě)出加入H₂O₂溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

③控制溶液pH=3.5的目的是

使Fe³⁺沉淀完全，并控制Cu²⁺不發(fā)生沉淀

，
（3）步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O晶體，操作是

蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾

，水浴加熱烘干所得固體．水浴加熱的特點(diǎn)是

條件溫和、受熱均勻、最高溫不超過(guò)100℃

．
㈡探究氧化銅性質(zhì)
（1）取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3%H₂O₂溶液，只觀察到A中有大量氣泡，結(jié)論是

CuO對(duì)H₂O₂分解起了催化劑作用

．
（2）為探究試管A中反應(yīng)的速率，收集氣體并測(cè)定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀器或裝置為

BD

．（填寫(xiě)序號(hào)）

Answer 1

分析：（一）
（1）利用工業(yè)硫酸銅制備氧化銅，根據(jù)題中的制備流程，步驟Ⅰ主要是溶解樣品，除去不溶性雜質(zhì)，得到含少量硫酸亞鐵的硫酸銅溶液，銅離子、亞鐵離子都是弱堿陽(yáng)離子，水溶液中能水解，所以加酸的作用是抑制水解，使樣品更好的溶解；
（2）滴加H₂O₂溶液，稍加熱，目的是氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子便于除去，且不引入雜質(zhì)，待反應(yīng)完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5，根據(jù)題給離子沉淀的PH范圍可知，目的是讓三價(jià)鐵離子完全沉淀，銅離子不沉淀；
（3）步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O晶體，硫酸銅溶液得到溶質(zhì)晶體的方法是加熱蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾，水浴加熱的應(yīng)用條件是：溫度不超過(guò)100°C，需緩慢均勻加熱的過(guò)程可以用水浴加熱；
（二）
（1）取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3%H₂O₂溶液，只觀察到A中有大量氣泡說(shuō)明氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫的分解起到了催化作用；
（2）收集氣體并測(cè)定其體積，要用到常用的方法，排水量氣發(fā)，即利用氣體的壓強(qiáng)把水壓入量筒，排出水的體積即為收集氣體的體積；

解答：解：（一）（1）銅離子、亞鐵離子溶解時(shí)易發(fā)生水解，加入酸為了抑制水解，促進(jìn)溶解，故答案為：防止CuSO₄等物質(zhì)水解，以有助于樣品的溶解；
（2）除去亞鐵離子得到純凈的硫酸銅溶液，根據(jù)沉淀PH范圍可知，應(yīng)先把亞鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，再控制PH使之完全沉淀，所以滴加H₂O₂溶液目的是氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子；慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5，目的是在pH=3.5時(shí)銅離子不沉淀，三價(jià)鐵離子沉淀完全；故答案為：將Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺并除去，使Fe³⁺沉淀完全，并控制Cu²⁺不發(fā)生沉淀；
（3）蒸發(fā)硫酸銅溶液，析出硫酸銅晶體，過(guò)濾得到晶體；水浴加熱是為了加熱均勻、緩慢、溫度易控制在100°C以下；故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)濾   條件溫和、受熱均勻、最高溫不超過(guò)100℃；
（二）（1）取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3%H₂O₂溶液，只觀察到A中有大量氣泡，說(shuō)明過(guò)氧化氫分解生成氧氣和水，氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫分解起到了催化作用，
故答案為：CuO對(duì)H₂O₂分解起了催化劑作用；
（2）排水量氣裝置要求氣體難溶于水，利用氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)把水排出在量筒中，直接讀出水的體積即為收集的氣體體積；故答案選：BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了銅的化合物的性質(zhì)、制備、提純除雜，利用題給信息，應(yīng)用難溶物質(zhì)在不同PH溶液中沉淀的程度不同進(jìn)行除雜分離的步驟和原理，同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)基本操作．