Question

氧化銅有多種用途，如作玻璃著色劑、油類(lèi)脫硫劑等．為獲得純凈的氧化銅以探究其性質(zhì)，某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質(zhì)）進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）制備氧化銅：工業(yè)CuSO₄

Ⅰ

Ⅱ

 CuSO₄溶液

Ⅲ

CuSO₄?5H₂O→…→CuO
①步驟Ⅰ的目的是除不溶性雜質(zhì)，操作是：

 

．
②步驟Ⅱ的目的是除鐵，操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加熱；當(dāng)Fe²⁺完全轉(zhuǎn)化后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制pH=3.5；加熱煮沸一段時(shí)間，過(guò)濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．控制溶液pH=3.5的原因是：

 

．
③步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O固體，操作是：

 

、過(guò)濾、水浴加熱烘干．水浴加熱的特點(diǎn)是：

 

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（2）探究氧化銅的性質(zhì)
①取A、B兩支試管，往A中加入適量的CuO粉末，再分別向A和B加入等體積3% H₂O₂溶液，只觀(guān)察到A中有大量氣泡，結(jié)論是：

 

．
②為探究試管A中的反應(yīng)速率，收集氣體并測(cè)定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀器有：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過(guò)濾；
②滴加H₂O₂能將亞鐵離子氧化；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動(dòng)；
③由溶液得到晶體，可進(jìn)行溶解，然后蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止晶體分解；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀(guān)察到有氣體生成，則CuO起催化劑的作用；
②測(cè)定反應(yīng)速率，需要知道一定時(shí)間內(nèi)氣體的體積變化，以此選擇儀器．

解答： 解：（1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過(guò)濾，則操作步驟為加適量水溶解，攪拌，過(guò)濾，故答案為：加適量水溶解，攪拌，過(guò)濾；
②Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動(dòng)，目的是調(diào)節(jié)溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：使Fe³⁺可全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，而Cu²⁺不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cu （OH）₂沉淀；
③由溶液得到晶體，可進(jìn)行溶解，然后蒸發(fā)，為飽和溶液，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止CuSO₄?5H₂O晶體分解，
故答案為：將CuSO₄?5H₂O溶液加熱蒸發(fā)至有晶體出現(xiàn)時(shí)，停止加熱；受熱均勻，溫度易于控制在100⁰C以下；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀(guān)察到有氣體生成，而B(niǎo)中沒(méi)有氣體生成，則說(shuō)明CuO起催化劑的作用，
故答案為：CuO可加快H₂O₂分解的反應(yīng)速率，是H₂O₂分解反應(yīng)的催化劑；
②測(cè)定反應(yīng)速率，需要知道一定時(shí)間內(nèi)氣體的體積變化，除導(dǎo)管、橡皮塞、水槽、集氣瓶外還必須有量筒、秒表（或計(jì)時(shí)器、手表），
故答案為：秒表、橡皮塞、導(dǎo)管、集氣瓶、量筒．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及物質(zhì)的分離、提純，明確流程中的各步操作的目的是解答的關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)原理即可解答，題目難度中等．