题目内容
（2012?闵行区二模）硫酸铜是一种应用广泛的化工原料．实验室中可将适量浓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（装置如图1所示）．
（1）配制质量分数20%的硫酸需要100mL 98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）和
（2）图1中烧瓶中发生的离子反应方程式为
（3）图2是图1的改进装置，其优点有：①
为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行了如下设计：
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在某仪器A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．反应后，过滤、蒸发、结晶等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O晶体．
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Fe2（SO4）3，即发生反应．反应完全后向其中先后加入物质甲、物质乙，取样检验后，过滤、蒸发、结晶，滤渣可循环使用．[已知Fe（OH）2、Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为9.6、3.7和6.4．]
（4）方案l中的A仅器名称是
（5）方案2中物质甲可以是
a．Cu b．CuCO3 c．CuO d．氨水 e．氯水 f．双氧水
取样检验是为了确认Fe3+是否除净．有同学设计了以下两种方法：
方法①：取样于试管→滴加KSCN溶液；方法②：径向层析→喷KSCN溶液
指出你认为不合理的方法及存在的问题
（6）用铜粉制硫酸铜，上述方案1、方案2都不是十分理想，一种更符合绿色化学理念的是在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应，其化学方程式是
（1）配制质量分数20%的硫酸需要100mL 98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）和
717.6
717.6
mL蒸馏水．配制所需仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要的仪器有玻璃棒
玻璃棒
．（2）图1中烧瓶中发生的离子反应方程式为
3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O
3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O
．（3）图2是图1的改进装置，其优点有：①
防止倒吸
防止倒吸
；②有害气体能被完全吸收
有害气体能被完全吸收
．为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行了如下设计：
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在某仪器A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．反应后，过滤、蒸发、结晶等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O晶体．
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Fe2（SO4）3，即发生反应．反应完全后向其中先后加入物质甲、物质乙，取样检验后，过滤、蒸发、结晶，滤渣可循环使用．[已知Fe（OH）2、Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为9.6、3.7和6.4．]
（4）方案l中的A仅器名称是
坩埚
坩埚
．晶体采用酒精淋洗的优点是酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解
酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解
．（5）方案2中物质甲可以是
f
f
（选填答案编号，下同），物质乙可以是bc
bc
．a．Cu b．CuCO3 c．CuO d．氨水 e．氯水 f．双氧水
取样检验是为了确认Fe3+是否除净．有同学设计了以下两种方法：
方法①：取样于试管→滴加KSCN溶液；方法②：径向层析→喷KSCN溶液
指出你认为不合理的方法及存在的问题
方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰
方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰
．（6）用铜粉制硫酸铜，上述方案1、方案2都不是十分理想，一种更符合绿色化学理念的是在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应，其化学方程式是
2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
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2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
．
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分析：（1）根据配制溶液前后溶质的质量不变计算，浓硫酸配制稀硫酸注意利用玻璃棒不断搅拌；
（2）烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应；
（3）图2中中间的装置可防止倒吸，并发生氮的氧化物与水的反应；
（4）由铜粉在某仪器A中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜分析；酒精与水互溶，除去晶体中的水并减少晶体溶解；
（5）加入的甲为氧化剂，能氧化亚铁离子；物质乙起调节pH的作用并除杂；确认Fe3+是否除净应注意铜离子的颜色造成的干扰；
（6）在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜，以此书写化学反应方程式．
（2）烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应；
（3）图2中中间的装置可防止倒吸，并发生氮的氧化物与水的反应；
（4）由铜粉在某仪器A中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜分析；酒精与水互溶，除去晶体中的水并减少晶体溶解；
（5）加入的甲为氧化剂，能氧化亚铁离子；物质乙起调节pH的作用并除杂；确认Fe3+是否除净应注意铜离子的颜色造成的干扰；
（6）在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜，以此书写化学反应方程式．
解答：解：（1）配制质量分数20%的硫酸需要100mL 98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3），设需要水xmL，
由配制溶液前后溶质的质量不变，则
×100%=20%，解得x=717.6，浓硫酸稀释放出大量的热，应利用玻璃棒不断搅拌，
故答案为：717.6；玻璃棒；
（2）烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应，离子反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）由装置比较可知，装置2中多出的装置能①溶液不导管不直接接触，防止倒吸，②NO与氧气及碱反应，使有害气体能被完全吸收，故答案为：防止倒吸；有害气体能被完全吸收；
（4）由铜粉在某仪器A中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，则A为坩埚，酒精与水互溶，除去晶体中的水并减少晶体溶解，则晶体采用酒精淋洗的优点是酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解，
故答案为：坩埚；酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解；
（5）由方案可知，Cu与Fe2（SO4）3反应，应除去亚铁离子，则加入f将亚铁离子氧化为铁离子，再利用bc促进铁离子水解转化为沉淀而除去，确认Fe3+是否除净的方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰，故答案为：f；bc；方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰；
（6）在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜，该化学反应为2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O，故答案为：2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O．
由配制溶液前后溶质的质量不变，则
| 100×1.84×98% |
| 100×1.84+x×1 |
故答案为：717.6；玻璃棒；
（2）烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应，离子反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）由装置比较可知，装置2中多出的装置能①溶液不导管不直接接触，防止倒吸，②NO与氧气及碱反应，使有害气体能被完全吸收，故答案为：防止倒吸；有害气体能被完全吸收；
（4）由铜粉在某仪器A中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，则A为坩埚，酒精与水互溶，除去晶体中的水并减少晶体溶解，则晶体采用酒精淋洗的优点是酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解，
故答案为：坩埚；酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解；
（5）由方案可知，Cu与Fe2（SO4）3反应，应除去亚铁离子，则加入f将亚铁离子氧化为铁离子，再利用bc促进铁离子水解转化为沉淀而除去，确认Fe3+是否除净的方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰，故答案为：f；bc；方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰；
（6）在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜，该化学反应为2Cu+O2+2H2SO4
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点评：本题考查硫酸铜制备实验方案的设计，明确装置的作用及发生的氧化还原反应是解答本题的关键，注意除杂的方法及物质的成分、性质的差异、盐类水解的知识来解答，综合性较强，题目难度较大．
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