Question

硫酸銅是一種用途廣泛的化工原料．將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，通過蒸發、結晶，得到硫酸銅晶體）．
（1）上述過程發生反應的離子反應方為：

 

．
（2）為符合綠色化學的要求，某研究性學習小組進行如下設計：
第一組：以空氣為氧化劑法
把Fe₂（SO₄）₃作催化劑加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，并通入空氣或氧氣，即發生反應．反應完全后向其中加入物質甲調節pH，產生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發、結晶，得到硫酸銅晶體，濾渣作催化劑循環使用．
經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如表：請回答下列問題：

物質	開始沉淀時的PH	完全沉淀時的PH
Fe（OH）3	1.9	3.2
Cu（OH）2	4.7	6.7
Fe（OH）2	6.3	9.7

①物質甲是

 

（填字母序號）．
a．NH₃?H₂O；b．CuCO₃；  c．NaOH；d．CuO．
②該方案中調節PH的范圍是

 

．
第二組：過氧化氫氧化法
將銅絲放到稀硫酸中，加入10%的H₂O₂，微熱．充分反應后，經過濾、蒸發結晶、抽濾等操作，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得到硫酸銅晶體．
請回答下列問題：
③加熱時溫度不宜過高的原因是

 

，晶體采用酒精淋洗的優點

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，稀硝酸和銅反應生成硝酸銅和一氧化氮、水．
（2）①調節溶液的PH時，不能引進雜質離子，且所加的物質可以和酸發生反應即可；
②調節溶液PH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，依據圖表數據分析判斷；
③根據雙氧水加熱易分解的性質分析；晶體采用酒精淋洗減少晶體的溶解分析．

解答： 解：（1）將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，稀硝酸和銅反應生成硝酸銅和一氧化氮、水，反應的離子方程為：3Cu+3H₂SO₄+2HNO₃=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+3H₂SO₄+2HNO₃=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O；
（2）①調節溶液的PH時，不能引進雜質離子，且所加的物質可以和酸發生反應即可，所以甲物質可以為：CuCO₃或CuO，則bd正確，
故答案為：bd；
②亞鐵離子被氧化為鐵離子，調節溶液pH使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，根據表中數據可知，鐵離子完全沉淀時溶液的pH=3.2，銅離子開始沉淀的pH=4.7，所以需要調節溶液pH的范圍為：3.2-4.7，
故答案為：3.2-4.7；
③根據雙氧水加熱易分解的性質分析，過氧化氫不穩定，溫度過高易分解生成水和氧氣，晶體采用酒精淋洗的優點是酒精易揮發且與水以任意比例溶解，減少晶體的溶解，
故答案為：防止雙氧水分解；酒精易揮發且與水以任意比例溶解，減少晶體的溶解．

點評：本題考查了性質實驗方案的設計，題目難度中等，涉及實驗方案的評價、實驗裝置的理解與評價、物質的分離與提純等知識，注意實驗方案設計，應根據實驗目的思考實驗原理，根據實驗原理中反應物的狀態和反應條件確定試劑和裝置，通過比較和評價優選最佳實驗方案．