Question

（15分）在實驗室中某實驗小組同學關于硫酸銅的制取和應用，設計了以下實驗：
（1）銅與濃硫酸反應，實驗裝置如圖所示。
            
①裝置A中發生反應的化學方程式為              ；
②上圖裝置中導管B的作用你認為可能是（寫出一種）                  。
（2）為符合綠色化學的要求，某同學進行如下設計：將銅粉在                  （填儀器名稱）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，反應后溶液經過            、            、過濾、洗滌、干燥，即可得到產品CuSO₄·5H₂O晶體，干燥需要控制溫度小于100℃，若溫度過高，則會導致              。
（3）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。向反應液中加少量：FeSO₄作催化劑，即發生反應，生成硫酸銅。其反應過程的第2步是：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，請寫出其第l步反應的離子方程式                  。
（4）制取的CuSO₄溶液和“另一物質”在40-50℃混合時生成了一種難溶物質氫化亞銅（CuH）。將CuH溶解在稀鹽酸中時生成了一種氣體，這種氣體是                  ，經收集測定生成的該氣體為標況下11．2 L，則被還原的離子得電子的物質的量是                  （已知Cu⁺在酸性條件下發生反應2Cu⁺=Cu²⁺+Cu）。

Answer 1

（1）①2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O   (2分)
②安全管；平衡氣壓；防倒吸；若連C的導氣管堵塞時防止裝置爆炸；拆除裝置前，從B管口向A中鼓氣使SO₂被全部吸收。(寫出一種即得分)     (2分)
（2）坩堝 蒸發濃縮（加熱蒸發）　冷卻結晶　CuSO₄·5H₂O失去部分結晶水（各1分，共4分）
（3）4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O (2分)
（4）H₂ (2分)　0.75 mol (3分)

本題考查硫酸銅的制取及硫酸銅的性質。（1）①銅與熱的濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，方程式為2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O②由于導管B與外界相通，故在試管中壓強過大時，可做安全管；平衡氣壓；防倒吸；若連C的導氣管堵塞時防止裝置爆炸；拆除裝置前，從B管口向A中鼓氣使SO₂被全部吸收。（2）灼燒物質一般在坩堝中進行，將銅粉全部轉化為CuO, 再將氧化銅與稀硫酸反應，生成硫酸銅和水，不會產生二氧化硫，再將溶液經過蒸發濃縮，冷卻結晶可得到CuSO₄·5H₂O晶體。干燥需要控制溫度小于100℃，若溫度過高，則會導致CuSO₄·5H₂O失去部分結晶水。（3）從第二步反應有Fe³⁺參加反應可知，第一步反應應該是Fe²⁺被氧化，O₂被還原，則反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O（4）CuH中的氫為-1價，與鹽酸(HCl)中氫為+1價，反應時生成H₂，反應方程式為2CuH+2HCl=2CuCl₂+2H₂+Cu，則2H₂～3e^-，故收集標況下的H₂11．2 L，轉移的電子數目為0.5mol×3/2=0.75mol。