题目内容

4．硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化荆和催化剂等．
工业制硫酸铜的方法很多．
（1）方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜．该反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，此法的最大缺点是产生污染．
（2）方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如图所示：

①稀硫酸、铜和氧化铁反应的离子方程式是Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O．
②请说出调整PH为4的目的是使Fe3+完全沉淀；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是加热、蒸发．

分析 本题根据硫酸的性质，探究合理制备硫酸铜的方法，方法一利用浓硫酸的强氧化性，直接用浓硫酸溶解铜，但反应中生成有毒气体SO2，不符合绿色化学的理念，方法二中利用Fe3+的氧化性溶解铜．
（1）浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，结合二氧化硫的毒性解答；
（2）①由流程图可知：稀硫酸、铜和氧化铁反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；通入热的空气是为了氧化亚铁离子为三价铁离子；
②调整溶液PH除去铁离子；溶液中得到溶质固体的方法是蒸发水结晶析出．

解答 解：（1）浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；反应生成的二氧化硫是污染环境的气体，产生了有污染的气体；故答案为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；产生了有污染的气体；
（2）①由流程图可知：稀硫酸、铜和氧化铁反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；通入空气的作用是氧气氧化亚铁离子为铁离子的反应，反应离子方程式为：4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O，故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O；
②调整溶液PH为4的目的是为了将溶液里的Fe3+完全转化为Fe（OH）3，达到与Cu2+的分离，将硫酸铜溶液加热蒸发得到硫酸铜晶体，故答案为：使Fe3+完全沉淀；加热、蒸发．

点评 本题考查了硫酸铜的制备，明确浓硫酸、铁及其化合物铜及其化合物性质，明确工艺流程图即可解答，题目难度不大．

练习册系列答案
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10．现将1mol Cu2S与2mol FeO投入到足量稀硝酸溶液中，充分反应得到Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、CuSO4的混合溶液，并产生NO气体．则最终反应所得NO物质的量为（　　）
A．4molB．5molC．6molD．7mol
11．在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表观各自的性质，下列实验观象和结论一致且正确的是（　　）
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．氯气长时间放置后酸性减弱
D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明有HClO分子存在
8．如图是实验室制取溴苯的装置，说明：
（1）导管a段的作用导气、冷凝回流挥发的溴，导管b段末端跟锥形瓶里液面保持一段距离的目的是防止倒吸，若锥形瓶内盛硝酸银溶液，图中虚线方框部分的作用证明为取代反应，且吸收尾气．
（2）反应后不久导管b出口可见到什么现象白雾．若锥形瓶内盛硝酸银溶液，反应后出现淡黄色，不能（填“能”或“不能”）证明苯与溴单质发生取代反应，这是因为溴蒸气干扰．
（3）反应得到的溴苯呈褐色，这是因为溴苯溶有溴；为除去混入溴苯中的溴，可加入氢氧化钠溶液试剂，用分液方法分离．
15．下列说法中正确的是（　　）
A．CuSO4 •5H2O 是混合物
B．含Fe元素质量分数为70%的Fe2O3是纯净物
C．冰和水混合在一起形成混合物
D．由单质形成的物质一定是纯净物
9．某化学小组采用下图装置，以环己醇制备环己烯：
已知
 密度（g/cm3）熔点（℃）沸点（℃）溶解性
环己醇0.9625161能溶于水
环己烯0.81-10383难溶于水
已知：温度高于100℃时，原料环己醇易和水形成共沸物一起被蒸出反应体系．
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品．
①如图1导管B除了导气外还具有的作用是冷凝．
②加热试管A采用热水浴，而非直接加热．目的是控制温度85℃左右，防止环己醇挥发，使受热均匀，试管C置于冰水浴中的目的是防止环己烯挥发．
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等．
加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在上层 层（填“上”或“下”），分液后用c（填入编号）洗涤．
A．KMnO4溶液    B．稀H2SO4    C．Na2CO3溶液
②再将环己烯按图2装置蒸馏，冷却水从g口进入（填字母）．
③收集产品时，控制的温度应在83℃左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是c．
A．蒸馏时从70℃开始收集产品
B．环己醇实际用量多了
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）制环己烯时，由于浓硫酸的强氧化性，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验、SO2、CO2及水蒸气，混合气体通过试剂的顺序是
④⑤①⑤②③（或④⑤①⑤③②）（填序号）①%2和Na2SO3溶液   ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水④无水CuSO4       ⑤品红溶液．
16．高氯酸按可用于火箭推进剂，实验室可由NaClO3等原料制取（部分物质溶解度如图2），其实验流程如图1：

（3）滤渣中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为NH4++ClO4-=NH4ClO4↓．
（4）已知：2NH4ClO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O，现可提供下列试剂：
a．饱和食盐水   b．浓H2SO4   c．NaOH溶液   d．Mg   e．Fe    f．Cu
利用下图装置（夹持装置略）对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分步吸收或收集．
①E中收集到的气体可能是N2（填化学式）．
②A、B、C中盛放的药品依次可以是c、b、f（填字母序号）．
13．（1）苯和溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑．
填写下列空白：
①试管C中苯的作用是：吸收Br2蒸汽．
反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象为：D管中变红，E管中出现浅黄色沉淀．
②反应2～3min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是；
底层出现油状液体．
③在上述整套装置中，具有防倒吸的仪器有F（填字母）．
（2）实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
a．配制一定比例的浓H2SO4与浓HNO3的混合酸，加入反应器中；
b．向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；
c．在55℃～60℃下发生反应，直至反应结束；
d．除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤；
e．将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯净硝基苯．请填写下列空白：
①配制一定比例的浓H2SO4和浓HNO3的混合酸时，操作的注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却．
②步骤d中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是分液漏斗．
③步骤d中粗产品用5% NaOH溶液洗涤的目的是：除去粗产品中残留的酸．
④制备硝基苯的化学方程式：．
14．如图是甲、乙两种物质的溶解度曲线．在t2℃时向盛有100g水的烧杯中先后加入wg甲和wg乙（两种物质溶解时互不影响），充分搅拌．将混合物的温度降低到t1℃．下列说法正确的是（　　）
A．甲物质的溶解度随温度升高而减小
B．温度降低到t1℃时，得到甲、乙的饱和溶液
C．温度降低到t1℃时，甲、乙的溶质质量分数相等，得到甲、乙的不饱和溶液
D．t2℃时，甲物质的溶液为饱和溶液，乙物质的溶液为不饱和溶液

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