(2012•闵行区二模)硫酸铜是一种应用广泛的化工原料.实验室中可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

(2012•闵行区二模)硫酸铜是一种应用广泛的化工原料.实验室中可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所示).

(1)配制质量分数20%的硫酸需要100mL 98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)和______mL蒸馏水.配制所需仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要的仪器有______.
(2)图1中烧瓶中发生的离子反应方程式为______.
(3)图2是图1的改进装置,其优点有:①______;②______.
为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行了如下设计:
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在某仪器A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.反应后,过滤、蒸发、结晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4•5H2O晶体.
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Fe2(SO43,即发生反应.反应完全后向其中先后加入物质甲、物质乙,取样检验后,过滤、蒸发、结晶,滤渣可循环使用.[已知Fe(OH)2、Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为9.6、3.7和6.4.]
(4)方案l中的A仅器名称是______.晶体采用酒精淋洗的优点是______.
(5)方案2中物质甲可以是______(选填答案编号,下同),物质乙可以是______.
a.Cub.CuCO3c.CuOd.氨水e.氯水f.双氧水
取样检验是为了确认Fe3+是否除净.有同学设计了以下两种方法:
方法①:取样于试管→滴加KSCN溶液;方法②:径向层析→喷KSCN溶液
指出你认为不合理的方法及存在的问题______.
(6)用铜粉制硫酸铜,上述方案1、方案2都不是十分理想,一种更符合绿色化学理念的是在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应,其化学方程式是
2Cu+O2+2H2SO4
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2CuSO4+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4
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2CuSO4+2H2O
kjh1982 1年前 已收到1个回答 举报

天堂衣 春芽

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解题思路:(1)根据配制溶液前后溶质的质量不变计算,浓硫酸配制稀硫酸注意利用玻璃棒不断搅拌;
(2)烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应;
(3)图2中中间的装置可防止倒吸,并发生氮的氧化物与水的反应;
(4)由铜粉在某仪器A中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜分析;酒精与水互溶,除去晶体中的水并减少晶体溶解;
(5)加入的甲为氧化剂,能氧化亚铁离子;物质乙起调节pH的作用并除杂;确认Fe3+是否除净应注意铜离子的颜色造成的干扰;
(6)在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜,以此书写化学反应方程式.

(1)配制质量分数20%的硫酸需要100mL 98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3),设需要水xmL,
由配制溶液前后溶质的质量不变,则[100×1.84×98%/100×1.84+x×1]×100%=20%,解得x=717.6,浓硫酸稀释放出大量的热,应利用玻璃棒不断搅拌,
故答案为:717.6;玻璃棒;
(2)烧瓶中发生Cu与稀硝酸的氧化还原反应,离子反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)由装置比较可知,装置2中多出的装置能①溶液不导管不直接接触,防止倒吸,②NO与氧气及碱反应,使有害气体能被完全吸收,故答案为:防止倒吸;有害气体能被完全吸收;
(4)由铜粉在某仪器A中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,则A为坩埚,酒精与水互溶,除去晶体中的水并减少晶体溶解,则晶体采用酒精淋洗的优点是酒精与水互溶且极易挥发,减少晶体溶解,
故答案为:坩埚;酒精与水互溶且极易挥发,减少晶体溶解;
(5)由方案可知,Cu与Fe2(SO43反应,应除去亚铁离子,则加入f将亚铁离子氧化为铁离子,再利用bc促进铁离子水解转化为沉淀而除去,确认Fe3+是否除净的方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰,故答案为:f;bc;方法①中Cu2+的蓝色对检验有干扰;
(6)在氧气存在时用热稀硫酸与铜粉反应生成硫酸铜,该化学反应为2Cu+O2+2H2SO4


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2CuSO4+2H2O,故答案为:2Cu+O2+2H2SO4


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2CuSO4+2H2O.

点评:
本题考点: 制备实验方案的设计;硝酸的化学性质;铜金属及其重要化合物的主要性质;配制一定物质的量浓度的溶液.

考点点评: 本题考查硫酸铜制备实验方案的设计,明确装置的作用及发生的氧化还原反应是解答本题的关键,注意除杂的方法及物质的成分、性质的差异、盐类水解的知识来解答,综合性较强,题目难度较大.

1年前

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