Question

實(shí)驗(yàn)室用銅制備CuSO4溶液有多種方案，某實(shí)驗(yàn)小組給出了以下三種方案：

請回答有關(guān)問題：

（1）甲方案：

①寫出該反應(yīng)的離子方程式 ；

②為了節(jié)約原料，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為，n(H2SO4)：n(HNO3)= 。

（2）乙方案：將6.4g銅絲放到90mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中，控溫在50℃。加入40mL 10%的H2O2，反應(yīng)0.5小時(shí)，升溫到60℃，持續(xù)反應(yīng)1小時(shí)后，經(jīng)一系列操作，得CuSO4·5H2O 20.0g【已知有關(guān)摩爾質(zhì) 量：M(Cu)=64g/mol， M(CuSO4·5H2O) =250g/mol】。

①反應(yīng)時(shí)溫度控制在50℃~60℃，不宜過高的原因是 ；

②本實(shí)驗(yàn)CuSO4·5H2O的產(chǎn)率為 。

（3）丙方案：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FeSO4，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅。反應(yīng)完全后，加物質(zhì)A調(diào)節(jié)pH至4 ，然后過濾、濃縮、結(jié)晶。

①物質(zhì)A可選用以下的 （填序號）；

A．CaO B．NaOH C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3 E．Fe2(SO4)3

②反應(yīng)中加入少量FeSO4可加速銅的氧化，F(xiàn)eSO4的作用是 ；

（4）對比甲、乙、丙三種實(shí)驗(yàn)方案，丙方案的優(yōu)點(diǎn)有（寫兩條）：

、 。

 

Answer 1

（1）①3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O （3分）； ②3:2（2分）

（2）①雙氧水受熱易分解造成損耗（2分）； ②80％（3分）

（3）①CD（2分）； ②作催化劑（或起催化作用，2分）

（4）無污染；原料利用率高（或常溫下反應(yīng)，耗能少；原料便宜，成本低等）（2分）

【解析】

試題分析：（1）①銅與稀硫酸、稀硝酸的混合液反應(yīng)生成銅離子、NO、水，離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

②硫酸銅的化學(xué)式中Cu2+與SO42-的個(gè)數(shù)比是1:1，離子方程式中Cu2+與NO3-的個(gè)數(shù)比是是3:2，所以n(H2SO4)：n(HNO3)=3:2；

（2）①因?yàn)檫^氧化氫受熱易分解，溫度過高，造成過氧化氫的損失，產(chǎn)率降低；

②604gCu的物質(zhì)的量是0.1mol，硫酸的物質(zhì)的量是0.135mol，所以硫酸過量，理論上應(yīng)生成0.1molCuSO4·5H2O，質(zhì)量是25.0g，實(shí)際得到CuSO4·5H2O 20.0g，所以CuSO4·5H2O的產(chǎn)率是20.0g/25.0g×100%=80%;

（3）①加物質(zhì)A調(diào)節(jié)pH至4目的是降低溶液酸度，使鐵元素沉淀，同時(shí)不引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選擇CuCO3、Cu2(OH)2CO3，二者與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳?xì)怏w放出，符合題目要求，而ABE均會(huì)引入新雜質(zhì)，答案選CD。

②反應(yīng)中加入少量FeSO4可加速銅的氧化，而FeSO4不與溶液中的任何物質(zhì)反應(yīng)，所以FeSO4的作用只能是催化劑的作用；

（4）與甲、乙比，丙的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生污染，耗能少，原料便宜，節(jié)約原料等。

考點(diǎn)：考查硫酸銅的制備實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)的分析能力，優(yōu)缺點(diǎn)的比較，產(chǎn)率的計(jì)算