硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.铜不能与稀硫酸直接反应.本实验中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. (1)图1烧瓶中发生的离子反应方程式为: (2)图2是图1的改进装置.其优点有: ① ,② . (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1:以空气为氧化� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中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、2所示)。

（1）图1烧瓶中发生的离子反应方程式为：
（2）图2是图1的改进装置，其优点有：
①                          ；②                                      。
（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FeSO4或Fe2（SO4）3，即发生反应。反应完全后向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤．蒸发．结晶，滤渣作催化剂循环使用。（已知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为3.7．6.4。）
请回答下列问题：
①方案1中的B仪器名称是            。
②方案2中甲物质是   （填字母序号）。a．CaO   b．CuCO3   c．CaCO3    d．NH3▪H2O
以加入FeSO4为例，用离子方程式解释反应发生的原因
                                            。
方案3 ：将3．2g铜丝放到45 mL 1．5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2，反应0．5小时后，升温到60℃，持续反应1 小时后，过滤．蒸发结晶．减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O10．6g。
③上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是       ，（填方案1、方案2、方案3）
理由是                     ．                       ．                   。

【知识点】制备实验方案的设计、性质实验方案的设计

【答案解析】（1）Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O

或3Cu+8H++2NO3- =3Cu2++2NO↑+4H2O；（2分）

（2）① 防止倒吸（1分） ② 有害气体能被完全吸收（1分）

（3）① 坩埚（1分） ② b (1分)

4Fe2+ + O2 + 4 H+ == 4Fe3+ + 2H2O (2分) 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ （2分）

③ 方案3 （1分）方案一需要灼烧，多消耗能源；方案二所得产品含有铁元素杂质；方案三几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高。（各1分）

解析：（1）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，反应方程为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3- =3Cu2++2NO↑+4H2O；

(2) 反应中产生的尾气主要为NO，由于NO与NaOH溶液不反应，故应向氢氧化钠溶液中通入空气（氧气），装置2中在尾气吸收装置之前连接集气瓶，通入氧气有利于氮氧化合物的吸收，同时起安全瓶作用，防止倒吸。

（3））①高温灼烧固体应在坩埚中进行，方案1将铜粉在坩埚中反复灼烧，因此B仪器应为坩埚．
②由于溶液酸性较强，欲使Fe3+沉淀，需加入某种试剂降低c（H+）浓度，但又不能引入新杂质．
a．CaO降低c（H+）浓度，引入钙离子，故ac错误；
b．CuCO3 降低c（H+）浓度，不引入新杂质，过量的CuCO3 可以过滤除去，故b正确；
c．CaCO3 引入钙离子，故c错误；
d．NH3▪H2O会生成氢氧化铜沉淀，故d错误．

加入FeSO4为例，用离子方程式解释反应发生的原因：4Fe2+ + O2 + 4 H+ == 4Fe3+ + 2H2O

2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
③上述三种方案中，更符合绿色化学理念的是方案三，理由是：方案一需要灼烧，多消耗能源；方案二所得产品含有铁元素杂质；方案三几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高。

【思路点拨】本题考查学生对实验原理的理解、实验方案的评价、实验装置的理解与评价、常用化学用语、物质推断、实验条件控制等，难度中等，实验方案设计，应根据实验目的思考实验原理，根据实验原理中反应物的状态和反应条件确定试剂和装置，通过比较和评价优选最佳实验方案。

练习册系列答案

Short Stories for Comprehension妙语短篇系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

成语言简意赅，是中华民族智慧的结晶。下列成语描绘的变化属于化学变化的是（）

A．点石成金 B．水落石出 C．滴水成冰 D．拔云见日

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

已知工业上真空炼铷的原理如下：2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)，对于此反应的进行能给予正确解释的是 ( )

A．铷的金属活动性不如镁强，故镁可置换铷

B．铷的沸点比镁低，把铷蒸气抽出时，平衡右移

C．MgCl2的热稳定性不如Rb强

D．铷的单质状态较化合态更稳定

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

本题分三个部分，分别完成以下问题：

I. 下面列出了几组物质或粒子，请将合适的组号填写在空格上。

①金刚石与“足球烯”（C60）

②CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3 和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5

③235U、238U ④氧气（O2）与臭氧（O3）

⑤乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3） ⑥淀粉和纤维素

⑦

（1）是同素异形体的是，（填序号，下同）

（2）是同位素的是，

（3）是同分异构体的是，

（4）是同一物质的是。

II. 下列物质：①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤C2H6 ⑥MgF2 ⑦HNO3

（1）只由离子键构成的物质是______________（填序号，下同）（2）由离子键和非极性键构成的物质是______________（3）由极性键和非极性键构成的物质是______________

III. 提纯下列物质（括号内的物质是杂质），请将所选用的除杂试剂和分离方法（填字母或者序号）填入对应的空格中（若不选，填“无”）

除杂试剂：A. 盐酸 B. 酸性高锰酸钾 C. 氢氧化钠溶液 D. (浓)溴水

E. H2（催化剂） F. CaO G. NaCl

分离方法：① 蒸馏 ② 分液 ③ 洗气 ④ 过滤

	被提纯的物质	除杂试剂	分离方法
(1)	酒精（水）
(2)	乙烷(乙烯)
(3)	硬脂酸钠溶液（甘油）
(4)	苯（苯酚）
(5)	SiO2（Al2O3）

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

最近有研究人员发现了一种处理高浓度乙醛废水的新方法—隔膜电解法，乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸。实验室以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如右图所示。下列说法正确的是
A．若以CH4—空气燃料电池为直流电源，燃料电池的b极应通入空气
B．电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量增大
C．阳极反应CH3CHO -2e- + 2H+== CH3COOH + H2O
D．电解过程中两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生了无色气体，则阳极产生的是O2