Question

某研究小组用粗铜（含杂质铁）与一定体积浓硫酸反应进行实验研究（如图装置），并按下述流程除杂制备硫酸铜晶体（CuSO₄?5H₂0）

请回答下列问题：
（1）试管A中开始反应时的主要化学方程式

 

；
（2）若反应后A处有少量固体剩余，使其溶解的最好方法是

 

；
（3）试管B中的实验现象是

 

，使用浸润某种溶液的棉花的作用是

 

；
（4）步骤Ⅱ中加入的试剂是双氧水，写出有关反应的离子方程式

 

；
（5）步骤Ⅳ中，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行

 

（填操作名称）可制得CuSO₄?5H₂O晶体，该操作所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗和

 

（填仪器名称）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO₄、SO₂和H₂O；
（2）Cu和稀硫酸不反应，所以会有部分金属剩余，要使剩余金属溶解，可以加入少量双氧水；
（3）二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；二氧化硫有毒，排入空气会污染大气；
（4）酸性条件下，双氧水和Cu、稀硫酸反应生成硫酸铜和水；
（5）将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行过滤即可得到CuSO₄?5H₂O晶体，根据仪器的作用选取仪器．

解答： 解：（1）加热条件下，Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO₄、SO₂和H₂O，反应方程式为Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）Cu和稀硫酸不反应，所以会有部分金属剩余，要使剩余金属溶解，可以加入少量双氧水，双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Cu氧化为铜离子，自身被还原为水，没有杂质产生，故答案为：加适量双氧水；
（3）二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以B中的现象是品红溶液褪色；二氧化硫有毒，排入空气会污染大气，棉花的作用是吸收二氧化硫，防止污染大气，故答案为：溶液褪色；吸收二氧化硫；
（4）酸性条件下，双氧水和Cu、稀硫酸反应生成硫酸铜和水，离子方程式为Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（5）将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行过滤即可得到CuSO₄?5H₂O晶体，过滤时需要烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：过滤；玻璃棒．

点评：本题考查探究铜和浓硫酸的反应，侧重考查学生实验操作能力、分析问题能力，涉及混合物的分离和提纯、氧化还原反应、离子方程式的书写等知识点，知道常见元素化合物性质，题目难度不大．