Question

（16分）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

（1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：         ：         ；

为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置                。

（2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

第一组：以空气为氧化剂法

方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器X中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全。已知： Ksp[Fe((OH)3]≈10-38）然后过滤、浓缩、结晶。

请回答下列问题：

①方案1中的仪器X名称是                。

②方案2为了使铁离子全部沉淀，应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             。

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

④方案2中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因                     

                                                       。

第二组：过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL10%的H2O2，反应0.5h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 10.5g。

请回答下列问题：

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为              。

 

Answer 1

（16分）

（1）3:2         B

（2）①坩埚       ②3       ③CD

④4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O； 2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+

⑤防止双氧水分解

⑥84％

解析:略