Question

【題目】某化學興趣小組探究在實驗室中由Cu為原料制取CuSO4溶液的實驗方案，并進行評價分析、實驗探究和方案改進． 【實驗方案】
方案一：Cu CuO CuSO4
方案二：Cu CuSO4[Cu+H2O2+H2SO4（稀）═CuSO4+2H2O]
方案三：Cu CuSO4[Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O]
方案四：Cu CuSO4[Cu+Fe2（SO4）3═CuSO4+2FeSO4]
方案五：Cu CuSO4[3Cu+3H2SO4（稀）+2HNO3（稀）═3CuSO4+2NO↑+4H2O]
【評價分析】
（1）方案二與方案一相比，優點是實驗的操作步驟不需要走分步進行和 ． 但工業上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸銅的原因是 ．
（2）方案三與方案一、二相比，缺點是和反應會產生SO2 ． 生產生活中大量的SO2排放到空氣中容易形成 ．
（3）【實驗探究】 老師設計了如下的實驗方案四：

已知：①4FeSO4+O2+2H2SO4（稀）═2Fe2（SO4）3+2H2O
②溶液中pH=3.2時Fe（OH）3開始沉淀，實驗流程中“濾渣”的化學式為 ， 濾渣與稀H2SO4反應的化學方程式為 ．
（4）【方案改進】 某同學針對方案五查閱資料：Cu與稀H2SO4和稀HNO3的混合酸反應時，生成的無色NO氣體很容易在常溫下與空氣中的O2反應，生成紅棕色，有刺激性氣味的有毒氣體NO2：NO2溶于H2O時生成HNO3和NO，工業上利用這一生產原理生產HNO3 ． NO2溶于H2O的化學反應方程式為 ， 若采用方案五制取CuSO4溶液，根據上述查閱資料所獲得的反應原理，改進的實驗方案中可循環使用的物質是（填化學式）．

Answer 1

【答案】
（1）不需要加熱；成本高
（2）生成相同質量硫酸銅時消耗硫酸多；酸雨
（3）Fe（OH）3；2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O
（4）3NO2+H2O=2HNO3+NO；NO2．
【解析】解：（1）方案二與方案一相比，優點是實驗的操作步驟不需要走分步進行和不需要加熱；

但工業上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸銅的原因是：需要消耗大量的過氧化氫，成本高．

故填：不需要加熱；成本高．（2）方案三與方案一、二相比，缺點是生成相同質量硫酸銅時消耗硫酸多和反應會產生SO2；

生產生活中大量的SO2排放到空氣中時，二氧化硫能和水反應生成亞硫酸、硫酸等物質，容易形成酸雨．故填：生成相同質量硫酸銅時消耗硫酸多；酸雨．（3）②溶液中pH=3.2時Fe（OH）3開始沉淀，實驗流程中“濾渣”是氫氧化鐵，氫氧化鐵的化學式為Fe（OH）3；

氫氧化鐵與稀H2SO4反應生成硫酸鐵和水，反應的化學方程式為；2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O．

故填：Fe（OH）3；2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O．（4）NO2溶于H2O時生成HNO3和NO，反應的化學方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO；

若采用方案五制取CuSO4溶液，根據上述查閱資料所獲得的反應原理，改進的實驗方案中可循環使用的物質是NO2．

故填：3NO2+H2O=2HNO3+NO；NO2．

【考點精析】通過靈活運用金屬材料的選擇依據和書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式，掌握黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬；注意：a、配平 b、條件 c、箭號即可以解答此題．