Question

13．（1）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．理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：3：2
（2）实验上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯，制得的CuSO4•5H2O中还是可能存在杂质，除去这种杂质的实验操作称为重结晶．
（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：
方案甲：以空气为氧化剂．将铜粉反复灼烧，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．
方案乙：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M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．
请回答下列问题：
①方案甲中，钢丝应在坩埚中反复灼烧；（填仪器名称）
方案丙：将钢丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H2O2，并控制温度在50℃～60℃，持续反应1h，也能获得硫酸铜．请回答下列问题：
②反应时温度必须控制在50℃～60℃，温度不宜过高的主要原因是防止过氧化氢分解．

Answer 1

分析 （1）依据铜和稀硝酸反应的离子方程式，理解反应实质氢离子是硫酸和硝酸提供；
（2）溶解度不同的可溶性盐可用重结晶法分离；
（3）①固体灼烧应在坩埚内；
②过氧化氢受热易分解．

解答 解：（1）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，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，依据离子反应实质，氢离子是硝酸和硫酸共同提供，氢离子分析可知最佳比为6：2，所以硫酸和硝酸物质的量之比最佳为3：2；
故答案为：3：2；
（2）混有硝酸铜杂质，需利用溶解度的不同，用重结晶的方法进行分离，
故答案为：重结晶；
（3）①以空气为氧化剂，将铜粉反复灼烧，铜粉为固体，固体灼烧应在坩埚内；
故答案为：坩埚；
②过氧化氢受热易分解，所以控制温度在50℃～60℃，温度不能太高，防止过氧化氢分解；
故答案为：防止过氧化氢分解．

点评 本题考查了制备物质的实验设计和方案探究、铜的化学性质，题目具有一定的综合性，需要扎实的基础知识，题目难度中等．