硫酸铜是一种应用广泛的化工原料,实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾(CuSO4·5H2O),其中一种流程如下:(1)操作Ⅰ具体为 . .过滤.烘干. 灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜,原因可能是 . A．灼烧过程中部分氧化铜被还原B．灼烧不充分,铜未被完全氧化C．氧化铜在加热过程中分解生成铜D．该条件下铜无法被氧气氧化题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

硫酸铜是一种应用广泛的化工原料,实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾(CuSO₄·5H₂O),其中一种流程如下:

(1)操作Ⅰ具体为　　　、　　　、过滤、烘干。
(2)杂铜(含少量有机物)灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜,原因可能是　　　(填字母代号)。

A．灼烧过程中部分氧化铜被还原

B．灼烧不充分,铜未被完全氧化

C．氧化铜在加热过程中分解生成铜

D．该条件下铜无法被氧气氧化

(3)若将杂铜换为纯净的铜粉,可直接向其中加入稀硫酸和Fe₂(SO₄)₃溶液,不断通入氧气。反应完全后向其中加入过量　　　(填化学式,下同),调节pH=4,生成　　　沉淀,过滤得硫酸铜溶液[已知Fe(OH)₃和Cu(OH)₂完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4]。
(4)通过下述图1装置也可制取硫酸铜溶液(已知:2NaOH+2NO₂

NaNO₃+NaNO₂+H₂O)。

图1 图2
烧瓶内发生反应的离子方程式为　;
图2是图1的改进装置,其优点有:①　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　。

(1)蒸发浓缩　冷却结晶
(2)AB
(3)CuO(其他合理答案也可)　Fe(OH)₃
(4)Cu+4H⁺+2N

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O
3Cu+8H⁺+2N

3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O(写出一个即可)　①防止氢氧化钠溶液倒吸进入发生装置　②NO、NO₂气体被完全吸收

(2)注意信息“含少量有机物”,有机物一般具有还原性,所以A选项也有可能;(3)为了不引入新的杂质,依据信息结合Fe³⁺+3H₂O

Fe(OH)₃+3H⁺,可知加入CuO、Cu(OH)₂等均能使溶液中H⁺减小,生成Fe(OH)₃沉淀

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Cu	Cu₂O	CuO	Cu（OH）₂	CuSO₄·5H₂O
红色（或紫红色）	红色（或砖红色）	黑色	蓝色	蓝色

某学校学习小组甲为检测实验室用H₂还原CuO所得红色固体中是否含有Cu₂O，进行了认真的研究。
Ⅰ.查阅资料得出下列信息：
①Cu₂O属于碱性氧化物；
②高温灼烧CuO生成Cu₂O；
③Cu₂O在酸性条件下能发生反应：Cu₂O＋2H^＋=Cu＋Cu²^＋＋H₂O。
Ⅱ.设计实验方案：
方案1：取该红色固体溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。
方案2：取该红色固体溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。
方案3：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为c g。
（1）写出Cu₂O与稀硝酸反应的化学方程式：_______________________。
（2）请你评价方案1和方案2的合理性，并简述理由：
方案1：_______________________。
方案2：_______________________。
（3）方案3中，若确认红色固体中含有Cu₂O，则a、b、c的关系为________，在该实验方案中最少应进行________次称量。
Ⅲ.学习小组乙设计了新的探究方案，拟根据干燥管中无水硫酸铜是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu₂O，装置如图所示。

（4）该探究方案中检验气体发生装置气密性的方法为________（说明操作方法、现象和结论）。
（5）为确保探究的科学、合理和安全，你认为实验中还应采取的措施有____（填序号）。
A．在氢气发生装置与硬质玻璃管之间增加一个干燥装置
B．加热前先排尽装置中的空气
C．在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管

对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂、浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO₄为催化剂(可循环使用)，在CCl₄溶液中，加入乙酸酐(有脱水作用)，45 ℃反应1 h。反应结束后，过滤，滤液分别用5% NaHCO₃溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(1)上述实验中过滤的目的是_____________________________________。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于________层(填“上”或“下”)；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有_________________________________________________________。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

催化剂		硝化产物中各种异构体质量分数(%)			总产率(%)
催化剂		对硝基甲苯	邻硝基甲苯	间硝基甲苯	总产率(%)
浓H₂SO₄	1.0	35.6	60.2	4.2	98.0
浓H₂SO₄	1.2	36.5	59.5	4.0	99.8
NaHSO₄	0.15	44.6	55.1	0.3	98.9
	0.25	46.3	52.8	0.9	99.9
	0.32	47.9	51.8	0.3	99.9
	0.36	45.2	54.2	0.6	99.9