Question

氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等，为获得纯净的氧化铜并探究其性质，某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：
（1）制备氧化铜：
工业CuSO₄CuSO₄溶液CuSO₄?5H₂O…CuO
①步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质．操作是______．
②步骤Ⅱ的目的是除去硫酸亚铁．操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加热；Fe²⁺转化完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1．滴加H₂O₂的目的是______，加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末的目的是______．
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O晶体，操作是将CuSO₄?5H₂O溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热，______，水浴加热烘干．采用水浴加热的原因是______．
（2）探究氧化铜性质：
①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H₂O₂溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是______．
②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器除导管、橡皮塞、水槽外还必须有______．

Answer 1

解：（1）①不溶性杂质与溶液分离，利用过滤，则操作步骤为加适量水溶解，搅拌，过滤，故答案为：加适量水溶解，搅拌，过滤；
②除杂过程中滴加H₂O₂的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使铁离子水解平衡正向移动，目的是调节溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部转化为Fe（OH）₃沉淀，故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；调节溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部转化为Fe（OH）₃沉淀；
③晶膜出现时为饱和溶液，冷却结晶能析出晶体，水浴加热能保持温度恒定，防止CuSO₄?5H₂O晶体分解，故答案为：冷却结晶；防止CuSO₄?5H₂O晶体分解；
（2）①A中加入适量CuO粉末，观察到有气体生成，而B中没有气体生成，则说明CuO起催化剂的作用，故答案为：CuO对H₂O₂的分解有催化作用；
②测定反应速率，需要知道一定时间内气体的体积变化，除导管、橡皮塞、水槽外还必须有量筒、秒表（或计时器、手表），故答案为：量筒、秒表（或计时器、手表）．
分析：（1）①不溶性杂质与溶液分离，利用过滤；
②滴加H₂O₂能将亚铁离子氧化；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使铁离子水解平衡正向移动；
③晶膜出现时为饱和溶液，冷却结晶能析出晶体，水浴加热能保持温度恒定，防止晶体分解；
（2）①A中加入适量CuO粉末，观察到有气体生成，则CuO起催化剂的作用；
②测定反应速率，需要知道一定时间内气体的体积变化，以此选择仪器．
点评：本题考查制备实验方案的设计及物质的分离、提纯，明确流程中的各步操作的目的是解答的关键，结合物质的性质及反应原理即可解答，题目难度中等．