Question

硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料。制備硫酸銅是無機化學實驗教學中一個重要的實驗。由于銅不能與稀硫酸直接反應，實驗中將濃硝酸分次加入到銅粉與稀硫酸中，加熱使之反應完全，通過蒸發、結晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖1、2所示）。

（1）圖1中，A儀器的名稱為         ，燒瓶中發生的離子反應方程式為             。

（2）圖2是圖1的改進裝置，改進的目的是                          。

（3）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：空氣為氧化劑法

方案1：以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復灼燒，使銅與空氣充分反應生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應。

方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發現在常溫下幾乎不反應。向反應液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反應完全后，向其中加物質甲調節pH到3～4，產生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發、結晶，濾渣作催化劑循環使用。（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀時的pH分別為3.7、6.4。）

請回答下列問題：

①方案1中的B儀器名稱是            。

②方案2中甲物質是         （填字母序號）。a、CaO        b、CuCO₃     c、CaCO₃       

第二組：過氧化氫為氧化劑法

將3.2g銅絲放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反應0.5h后，升溫到60℃，持續反應1 h后，過濾、蒸發結晶、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.6g。請回答下列問題：

③該反應的離子反應方程式為                                               。

④控制溫度在50℃和60℃加熱的原因為            ，晶體采用酒精淋洗的優點是             。

⑤上述兩種氧化法中，更符合綠色化學理念的是       （填“第一組”或“第二組”），理由是        。

Answer 1

（1）分液漏斗（1分）。Cu+4H⁺+2NO₃^—=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O(或NO的方程式也可)（2分）。

（2）安全瓶（防止倒吸等）（1分）

（3）①坩堝（1分）  ②b（1分）     ③Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O（2分）

④防止雙氧水分解（1分），酒精與水互溶且極易揮發，減少晶體溶解（1分），第二組(2分)

理由：第一組中的方案1需要加熱，消耗能源，方案2所得產品含有鐵元素雜質。而第二組方案幾乎不產生有害氣體，且所得產品純度較高。（2分）