Question

3．硫酸銅溶液常用于農業上制波爾多液．下圖是用廢銅料（鐵、銅混合物）來生產硫酸銅的過程，請根據圖1回答下列問題．

（1）試劑X的化學式為H₂SO₄，操作①的名稱為過濾．
（2）甲同學認為途徑Ⅰ比途徑Ⅱ更為合理，其理由是ad（填編號）
a．對環境污染少      b．反應速率快
c．銅的利用率高      d．硫酸的利用率高
（3）實驗室用濃硫酸與銅反應，采用下列裝置（圖2）制備并收集干燥的SO₂氣體．

①A裝置的名稱分液漏斗．
②連接上述儀器的正確順序是（填各接口處的字母）：a接d，e接b（f），c（g）接g（b），f（c）接h．

Answer 1

分析 加入的X需將鐵除去，且不能與銅反應選擇稀硫酸，反應①為鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄+H₂↑，過濾后銅與氧氣反應②為：2Cu+O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，轉化為氧化銅，反應③CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；途徑Ⅱ，在加熱條件下，Cu和濃硫酸發生氧化還原反應生成CuSO₄、SO₂、H₂O，反應方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（1）加入的X需將鐵除去，且不能與銅反應選擇稀硫酸，固液分離用過濾操作；
（2）途徑Ⅰ：2Cu+O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，轉化為氧化銅，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O沒有二氧化硫產生，硫酸的利用率高，無污染；
（3）①A裝置為分液漏斗，在該裝置中滴加濃硫酸；
②若要收集滿干燥的SO₂氣體，裝置排列順序為：氣體發生裝置、干燥裝置、收集裝置、檢驗裝置、尾氣處理裝置；

解答 解：（1）廢銅料中有鐵和銅，要生產硫酸銅，需將鐵除去，因此可加入足量稀硫酸將鐵除去，銅與硫酸不反應，過濾后得到固體銅，
故答案為：H₂SO₄；過濾；
（2）途徑Ⅱ是銅與濃硫酸反應Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O生成硫酸銅、二氧化硫和水，二氧化硫為有毒氣體，且浪費硫酸，因此對比途徑I、Ⅱ，途徑Ⅰ沒有二氧化硫產生，硫酸的利用率高，無污染，
故答案為：ad；
（3）①裝置A、a，用濃硫酸與銅反應制取二氧化硫，裝置A為分液漏斗，用于滴加濃硫酸，
故答案為：分液漏斗；
②制取干燥的SO₂氣體，裝置排列順序為：氣體發生裝置、干燥裝置、收集裝置、檢驗裝置、尾氣處理裝置，A、a 為氣體發生裝置、b、c（f、g）為收集裝置、d、e用濃硫酸是干燥裝置、f、g（b、c）是防倒吸裝置、h是尾氣處理裝置，所以排列順序是debcgfh或defgbch，
故答案為：debcgf或defgbc；

點評 本題考查硫酸銅、二氧化硫的制備，側重考查學生實驗操作、分析能力，會根據實驗目的排列裝置順序，易錯選項是（3）③，注意酸性條件下硝酸根離子的性質、硫元素的化合價變化，題目難度中等．