题目内容
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________________。
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(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: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,加入物质甲调节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3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50 ℃加入18 mL 10%的H2O2反应0.5 h,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 10.5 g。
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__________。
(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%