21.(17分)硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验,某研究性学习小组设计了如下两个实验方案:
实验一:
因铜不能与稀硫酸直接反应,实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的混合液中,加热使之完全反应,通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。
(1)浓硝酸所起的作用是___________________________________
(2)该反应的原理是(用化学方程式表示)_______________________________________________。
(3)为了吸收反应产生的尾气,设计了下列尾气的处理装置,其中合理的是_______________(填装置序号),选择的吸收液是_________________(填序号)。
供选择的装置:
供选择的吸收液:
A 、浓H2SO4
B、H2O C、NaOH D、饱和食盐水
实验二:
以空气为氧化剂的一步氧化法,将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,其反应原理为2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4
+ 2H2O ,但反应速率太小,当升高温度到80-90℃,反应仍然缓慢。如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量Fe2(SO4)3溶液,则速率明显加快。
(4)用离子方程式表示速率明显加快的原理_______________________________________________。Fe2(SO4)3的作用是___________________________。
(5)得到的混合液用______________调节pH =2-4,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去,且Fe(OH)3可以循环使用。
(6)请根据以上内容,对这两个实验方案进行评价,填下表: