Question

硫酸銅是一種用途廣泛的化工原料．將適量稀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（裝置如圖所示）．
（1）圖中燒瓶內(nèi)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：

 

（2）反應(yīng)時B瓶內(nèi)的現(xiàn)象是

 

（3）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
把Fe₂（SO₄）₃作催化劑加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，并通入空氣或氧氣，即發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)完全后向其中加入物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH，產(chǎn)生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，得到硫酸銅晶體，濾渣作催化劑循環(huán)使用．
經(jīng)查閱資料得知，在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺，F(xiàn)e²⁺ Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：
請回答下列問題：
①物質(zhì)甲是（填字母序號）

 

．
a．NH₃?H₂Ob．CuCO₃ c．NaOH d．CuO
②該方案中調(diào)節(jié)pH的范圍是

 

．
第二組：過氧化氫氧化法

物質(zhì)	開始沉淀時的PH	完全沉淀時的PH
Fe（OH）3	1.9	3.2
Cu（OH）2	4.7	6.7
Fe（OH）2	6.3	9.7

將銅絲放到稀硫酸中，加入10%的H₂O₂，微熱．充分反應(yīng)后，經(jīng)過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、抽濾等操作，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得到硫酸銅晶體．
請回答下列問題：
③加熱時溫度不宜過高的原因是

 

，晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）將適量稀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，稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水．
（2）生成的一氧化氮進入裝置B中，遇到氧氣反應(yīng)生成二氧化氮氣體；
（3）①調(diào)節(jié)溶液的PH時，不能引進雜質(zhì)離子，且所加的物質(zhì)可以和酸發(fā)生反應(yīng)即可；
②調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷；
③根據(jù)雙氧水加熱易分解的性質(zhì)分析；晶體采用酒精淋洗減少晶體的溶解分析；

解答： 解：（1）將適量稀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，稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水，反應(yīng)方程為：3Cu+3H₂SO₄+2HNO₃=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+3H₂SO₄+2HNO₃=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O；
（2）生成的一氧化氮進入裝置B中，遇到氧氣反應(yīng)生成二氧化氮氣體，反應(yīng)為2NO+O₂=2NO₂，氣體從無色氣體變化為紅棕色氣體；
故答案為：無色氣體變化為紅棕色氣體；
（3）①調(diào)節(jié)溶液的PH時，不能引進雜質(zhì)離子，且所加的物質(zhì)可以和酸發(fā)生反應(yīng)即可，所以甲物質(zhì)為CuCO₃或CuO；
故答案為：bd；
②亞鐵離子被氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，該方案中調(diào)節(jié)pH的范圍是3.2-4.7；
故答案為：3.2-4.7；
③根據(jù)雙氧水加熱易分解的性質(zhì)分析，過氧化氫不穩(wěn)定，溫度過高易分解生成水和氧氣，晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是酒精易揮發(fā)且與水以任意比例溶解，減少晶體的溶解；
故答案為：防止雙氧水分解；酒精易揮發(fā)且與水以任意比例溶解，減少晶體的溶解；

點評：本題考查了學(xué)生對實驗原理的理解、實驗方案的評價、實驗裝置的理解與評價、常用化學(xué)用語、物質(zhì)推斷、實驗條件控制等，難度中等，實驗方案設(shè)計，應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康乃伎紝嶒炘�理，根�?jù)實驗原理中反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定試劑和裝置，通過比較和評價優(yōu)選最佳實驗方案．