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(11分)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。

(1)理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:        

(2)实际上,即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是            ,除去这种杂质的实验操作称为                     

(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。将铜粉在___________(填仪器名称)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。

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,加物质甲调节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。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

①为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________;

②甲物质可选用的是             

A.CuCl2    B.NaOH   C.Cu2(OH)2CO3  D.CuO   E.H2SO4

③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是:第1步,4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O,请写出其第2歩反应的离子方程式                

方案丙:将铜丝放到一定量的稀硫酸中,加入适量的H2O2,并控温在50℃~60℃,持续反应1 h,也能获得硫酸铜。请回答下列问题:

④反应时温度必须控制在50℃~60℃,温度不宜过高的主要原因是                

⑤写出该反应的化学方程式为                                

 

(1)3∶2 (1分)   (2)Cu(NO3)2(1分)   重结晶(1分)

(3)坩埚(1分)   ①3  (1分)   ②CD(1分)

③2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+(2分)

④防止双氧水分解(1分)  

⑤Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(2分)

解析:(1)得到1mol硫酸铜需要转移2mol电子,根据得失电子守恒可知,需要硝酸2/3mol,理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为3︰2。

(2)因为反应中硝酸不可能完全被还原,所以有可能存在硝酸铜,可通过重结晶来除杂。

(3)铜是固体,灼烧需放在坩埚中。当铁离子的浓度等于10-5 mol·L-1时,根据[Fe((OH)3]≈10-38可得出OH的浓度为mol/L,所以其pH至少应为3。甲物质是用来调节溶液的酸碱性的,又因为不能引入新的杂质,所以选择CD。双氧水不稳定,易分解,且温度越高,越易分解。

 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?兖州市三模)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.
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为
3:2
3:2
;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置
B
B


(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B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.
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.向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜.反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶.
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22,Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题:
如开始加入的铜粉为3.2g,最后所得溶液为500mL,溶液中含有铁元素0.005mol.
①方案1中的B仪器名称是
坩埚
坩埚

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为
3
3

③方案2中甲物质可选用的是
CD
CD

A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3   E、Fe2(SO43
④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中,控温在50℃.加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O 10.5g.
请回答下列问题:
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是
防止双氧水分解
防止双氧水分解

⑥本实验CuSO4?5H2O的产率为
84%
84%

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:    ;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置       

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B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。

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。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节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。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

如开始加入的铜粉为3.2 g,最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。

①方案1中的B仪器名称是       

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             

A、 CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3  E、Fe2(SO4)3 

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因        

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O10.5g。

请回答下列问题:

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是         

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为         

 

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年福建省三明市高三上学期联合命题考试化学试卷 题型:实验题

(9分) 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。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为____________;

     为了吸收该反应中产生的尾气,可选择的最佳装置是_______________。

 

(2)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1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器N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。

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。向反应液中加少量FeSO4,再通入空气或氧气,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部转化为Fe(OH)3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。

(已知:Ksp[Cu(OH)2]≈10-22, Ksp[Fe(OH)3]≈10-38)

请回答下列问题:

①方案1中的N仪器名称是 ______________。

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是________________________。

A.CaO    B.NaOH   C.CuCO3   D.Cu2(OH)2CO3   E.Fe2(SO4)3 

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因___________________________________________________。

 

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年广西桂林十八中高三第一次月考化学试卷 题型:实验题

(11分)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。

(1)理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:        

(2)实际上,即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是             ,除去这种杂质的实验操作称为                     

(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。将铜粉在___________(填仪器名称)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。

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,加物质甲调节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。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

①为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________;

②甲物质可选用的是             

A.CuCl2    B.NaOH   C.Cu2(OH)2CO3   D.CuO   E.H2SO4

③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是:第1步,4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O,请写出其第2歩反应的离子方程式                

方案丙:将铜丝放到一定量的稀硫酸中,加入适量的H2O2,并控温在50℃~60℃,持续反应1 h,也能获得硫酸铜。请回答下列问题:

④反应时温度必须控制在50℃~60℃,温度不宜过高的主要原因是                

⑤写出该反应的化学方程式为                                

 

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科目:高中化学 来源:2009年普通高等学校招生统一考试理综试题化学部分(全国卷Ⅱ) 题型:实验题

(11分)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。

(1)理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:        

(2)实际上,即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是             ,除去这种杂质的实验操作称为                     

(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。将铜粉在___________(填仪器名称)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。

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,加物质甲调节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。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

①为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________;

②甲物质可选用的是             

A.CuCl2    B.NaOH   C.Cu2(OH)2CO3   D.CuO   E.H2SO4

③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是:第1步,4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O,请写出其第2歩反应的离子方程式                

方案丙:将铜丝放到一定量的稀硫酸中,加入适量的H2O2,并控温在50℃~60℃,持续反应1 h,也能获得硫酸铜。请回答下列问题:

④反应时温度必须控制在50℃~60℃,温度不宜过高的主要原因是                

⑤写出该反应的化学方程式为                                

 

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