Question

在实验室中拟用氧化铜、稀硫酸和锌来制取纯净的铜，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案。

甲：①CuO溶于适量稀硫酸中；

②在①的溶液中加入适量锌，充分反应后过滤、烘干，即得纯净的铜。

乙：①锌与稀硫酸反应制得氢气；

②将氢气通入氧化铜中并加热，充分反应后即得纯净的铜。

问：（1）若要制得相同质量的纯铜，甲、乙所耗用的锌和稀硫酸是否相同？为什么？

（2）丙同学认为上述两种方案所制得的铜都难以保证铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。你是否赞同丙同学的看法？为什么？你认为应怎样完善实验方案？

Answer 1

解析：理论联系实际，是学习科学知识的一个重要原则。因此在设计实验方案时，要考虑实际反应时的情况。乙方案中氢气的作用有三个：①排尽装置中的空气；②还原氧化铜；③作保护气。因此，若要制得相同质量的铜，乙所耗用的锌和稀硫酸多于甲。但甲方案中制得的铜中易混有锌，且过滤后未洗涤，乙方案中所得的铜中可能还有未反应的氧化铜。因此，对上述两方案必须进行适当的修正、完善。

答案：（1）不相同；因为乙方案中氢气的作用除作还原剂外，还需用来排尽装置中的空气和作保护气（让还原出的铜在其中冷却）。乙方案中耗用的氢气多，所耗用的锌和稀硫酸就多。

（2）同意丙同学的看法。因为甲方案制得的铜中可能混有锌且过滤后未洗涤。改正的方法是：“加锌充分反应后再加过量稀硫酸，不断搅拌，至不再放出气体为止，静置、过滤并洗涤、烘干。”乙方案制得的铜中可能混有氧化铜。改正的方法是：“将所得铜粉加入稀硫酸中，不断搅拌，充分反应后静置、过滤并洗涤、烘干。”