题目内容
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)。
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(1)图1烧瓶中发生的反应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
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 10.6g。
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 、
、 。
(1)Cu+4 H++2NO![]()
Cu2++2NO2↑+2H2O
或3Cu+8H++2NO![]()
3Cu2++2NO↑+4H2O
(Cu+4H++2NO2=Cu2++2NP2↑|+2H2O也可)
(2)防止倒吸 有害气体能被完全吸收
(3)①坩埚 ②b ③防止双氧水分解 酒精与水互溶且极易挥发,减少晶体溶解④第二组 第一组方案1需要灼烧,多消耗能源;第一组方案2所得产品含有铁元素杂质;而第二组方案几乎不产生有害气体,且所得产品纯度较高