Question

【题目】实验室拟将适量浓硝酸分多次加入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(装置如图1、2所示)。

(1)图1烧瓶中随着反应分进行，可能发生反应的离子方程式为①____________________；

②_______________________________________。

(2)图2是图1的改进装置，其优点有：①_______________________________________；

②________________________________________________________________________。

(3)为符合绿色化学的要求，进行如下设计：

方案1：以空气为氧化剂，将铜粉在仪器B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3.2g铜丝放入45mL1.5mol·L－1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18g10%的H2O2溶液，反应0.5小时后，升温到60℃，持续反应1小时后，过滤、蒸发、结晶、减压抽滤后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得10.6gCuSO4·5H2O。请回答下列问题：

①方案1中仪器B的名称是________________。

②方案2中生成CuSO4·5H2O的产率是________(保留三位有效数字)。

③上述两种方案中，更符合绿色化学理念的是________(填“方案1” 或“方案2”)，理由是：该方案的优点是__________________________________________________；

另一方案的缺点是_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cu＋4H＋＋2NO==Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO==3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 防止倒吸 有害气体能被完全吸收 坩埚 84.8% 方案2 方案2所得产品纯度较高或说铜很难在空气中完全被氧化 方案1需要灼烧，消耗能源多

【解析】（1）烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应，首先发生反应：①Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，当反应进行到一定程度后溶液变稀，这时发生反应：②3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；(2)图2是图1的改进装置，其优点有：①防止倒吸，②有害气体能被完全吸收；（3）方案1中仪器B用于灼烧固体药品，其名称为坩埚；②方案2中生成CuSO4·5H2O的产率为： =84.8%；③上述两种方案中，更符合绿色化学理念的是方案2，理由是：方案2所得产品纯度较高或铜很难在空气中完全被氧化；方案1需要灼烧，消耗能源多。