Question

硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料。銅不能與稀硫酸直接反應，本實驗中將適量濃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（裝置如圖1、2所示）。

   

（1）圖1燒瓶中發生的反應的離子反應方程式為：                               。

（2）圖2是圖1的改進裝置，其優點有：

①                                              ；

②                                               。

（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：以空氣為氧化劑法

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，即發生反應。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－1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加熱時溫度不宜過高的原因是                          ，晶體采用酒精淋洗的優點是                                。

④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）Cu＋4 H^＋＋2NO    Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O

或3Cu＋8H^＋＋2NO    3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O

（Cu+4H⁺+2NO₂=Cu²⁺+2NP₂↑|+2H₂O也可）

（2）防止倒吸  有害氣體能被完全吸收

（3）①坩堝   ②b   ③防止雙氧水分解   酒精與水互溶且極易揮發，減少晶體溶解④第二組     第一組方案1需要灼燒，多消耗能源；第一組方案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