题目内容

将3.2 g铜和5.4 mL密度为1.8 g/mL、含H2SO4质量分数98%的浓硫酸混合加热，使铜和硫酸充分反应，下列说法正确的是

[　　]

A．被氧化的铜为0.050 mol

B．被氧化的铜小于0.050 mol

C．被还原的硫酸为0.050 mol

D．被还原的硫酸小于0.050 mol

答案：BD
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硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中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、2所示)．

(1)图1中A仪器的名称________，烧瓶中发生的离子反应方程式为：________

(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，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FeSO4或Fe2(SO4)3，即发生反应．反应完全后向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe(OH)3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3、7、6、4．)

请回答下列问题：

①方案1中的B仪器名称是________．

②方案2中甲物质是________(填字母序号)．

a．CaO　b．CuCO3　c．CaCO3　d．NH3·H2O

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的稀硫酸中，控温在50℃．加入18 mL　10％的H2O2，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、减压抽滤等，用少量95％的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O　10.6 g．

请回答下列问题：

③加热时温度不宜过高的原因是________________，晶体采用酒精淋洗的优点是________________．

④上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是________(填“第一组”或“第二组”)，理由是_________、_________、_________．

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验．由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，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2是图1的改进装置，改进的目的是________．

(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FeSO4或Fe2(SO4)3，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe(OH)3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．

(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4．)

请回答下列问题：

①方案1中的B仪器名称是________．

②方案2中甲物质是________(填字母序号)．

a、CaO　b、CuCO3　c、CaCO3

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的稀硫酸中，控温在50℃．加入18 mL　10%的H2O2，反应0.5 h后，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O　10.6 g．请回答下列问题：

③该反应的离子反应方程式为________．

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为________，晶体采用酒精淋洗的优点是________．

⑤上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是________(填“第一组”或“第二组”)，理由是________．

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），然后过滤、浓缩、结晶。

已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题：

如开始加入的铜粉为3.2 g，最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。

①方案1中的B仪器名称是        。

②为了使铁元素全部沉淀，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反应中加入少量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18mL 10%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          。

 

  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：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__________。

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