Question

18．以下是某化學興趣小組制備晶體CuSO₄•5H₂O的主要流程．已知：Cu⁺在酸性條件下不穩定，易生成金屬Cu和Cu²⁺．

（1）操作①的名稱為過濾．
（2）進行操作①時需要用到的儀器有adgh．
a．燒杯； b．蒸餾燒瓶；c．容量瓶；d．普通漏斗；e．分液漏斗；f．蒸發皿；g．玻璃棒；
h．鐵架臺（帶鐵圈、鐵夾）；i．酒精燈； j．溫度計．
（3）若固體①的成分為混合物，則其成分的化學式為SiO₂、Cu．
（4）將H₂O₂加入濾液①中，發生反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 由流程可知，原料（含Cu₂O、Fe₃O₄、SiO₂）與足量稀硫酸作用后得CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄慮液和SiO₂、Cu濾渣．在濾液中加過氧化氫將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后調節溶液的pH使Fe³⁺沉淀而得CuSO₄溶液，再將CuSO₄溶液蒸發濃縮、降溫結晶、過濾洗滌即得晶體CuSO₄•5H₂O．
（1）根據流程來選擇操作名稱；
（2）根據過濾是把不溶于液體的固體與液體分離的一種方法；
（3）根據硫酸和原料的反應原理來確定固體的化學成分；
（4）過氧化氫具有氧化性，會氧化還原性的物質，濾液中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，Fe²⁺可被過氧化氫氧化為Fe³⁺．

解答 解：（1）通過操作①得到固體和溶液，故此操作為過濾，故答案為：過濾；
（2）過濾是把不溶于液體的固體與液體分離的一種方法，實驗室進行過濾操作，需要用到的儀器和用品有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙等，故答案為：a d g h；
（3）因Cu⁺在酸性條件下不穩定，易生成金屬Cu和Cu²⁺，所以硫酸與氧化亞銅反應方程式為：H₂SO₄+Cu₂O=CuSO₄+Cu+H₂O，四氧化三鐵可溶于硫酸，反應方程式為：Fe₃O₄+4H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+FeSO₄+4H₂0，二氧化硅與硫酸不反應，故過濾后得到的固體為：SiO₂、Cu，故答案為：SiO₂、Cu；
（4）濾液中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，Fe²⁺可被過氧化氫氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；

點評 本題考查了物質的制備實驗方案設計，題目涉及方程式的書寫、除雜質、實驗基本操作等，題目考查的知識點較多，側重于基礎知識的綜合應用的考查，題目難度中等．