(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FeSO
4,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:K
sp[Cu((OH)
2]≈10
-22,K
sp[Fe((OH)
2]≈10
-16,K
sp[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、CuCO
3 D、Cu
2(OH)
2CO
3 E、Fe
2(SO
4)
3④反应中加入少量FeSO
4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H
2O
2,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CuSO
4?5H
2O 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CuSO
4?5H
2O的产率为
84%
84%
.