Question

13．（1）實(shí)驗(yàn)室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體．理論上硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比最佳為：3：2
（2）實(shí)驗(yàn)上，即使銅粉、硫酸及硝酸都比較純，制得的CuSO4•5H2O中還是可能存在雜質(zhì)，除去這種雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作稱為重結(jié)晶．
（3）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
方案甲：以空氣為氧化劑．將銅粉反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)．
方案乙：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)．向反應(yīng)液中加少量FeSO₄，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅．反應(yīng)完全后，加M調(diào)節(jié)pH，鐵元素全部沉淀（一般認(rèn)為鐵離子的濃度下降到10^-5 mol•L^-1，就認(rèn)為沉淀完全）然后過濾、濃縮、結(jié)晶．
請(qǐng)回答下列問題：
①方案甲中，鋼絲應(yīng)在坩堝中反復(fù)灼燒；（填儀器名稱）
方案丙：將鋼絲放到一定量的稀硫酸中，加入適量的H2O2，并控制溫度在50℃～60℃，持續(xù)反應(yīng)1h，也能獲得硫酸銅．請(qǐng)回答下列問題：
②反應(yīng)時(shí)溫度必須控制在50℃～60℃，溫度不宜過高的主要原因是防止過氧化氫分解．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)銅和稀硝酸反應(yīng)的離子方程式，理解反應(yīng)實(shí)質(zhì)氫離子是硫酸和硝酸提供；
（2）溶解度不同的可溶性鹽可用重結(jié)晶法分離；
（3）①固體灼燒應(yīng)在坩堝內(nèi)；
②過氧化氫受熱易分解．

解答 解：（1）驗(yàn)室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，依據(jù)離子反應(yīng)實(shí)質(zhì)，氫離子是硝酸和硫酸共同提供，氫離子分析可知最佳比為6：2，所以硫酸和硝酸物質(zhì)的量之比最佳為3：2；
故答案為：3：2；
（2）混有硝酸銅雜質(zhì)，需利用溶解度的不同，用重結(jié)晶的方法進(jìn)行分離，
故答案為：重結(jié)晶；
（3）①以空氣為氧化劑，將銅粉反復(fù)灼燒，銅粉為固體，固體灼燒應(yīng)在坩堝內(nèi)；
故答案為：坩堝；
②過氧化氫受熱易分解，所以控制溫度在50℃～60℃，溫度不能太高，防止過氧化氫分解；
故答案為：防止過氧化氫分解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方案探究、銅的化學(xué)性質(zhì)，題目具有一定的綜合性，需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，題目難度中等．