Question

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）。

（1）图1中，A仪器的名称为       ，烧瓶中发生的离子反应方程式为             。

（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是                          。

（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

第一组：空气为氧化剂法

方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用。

（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。）

请回答下列问题：

①方案1中的B仪器名称是            。

②方案2中甲物质是         （填字母序号）。

a、CaO        b、CuCO₃     c、CaCO₃       

第二组：过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄?5H₂O 10.6g。

请回答下列问题：

③该反应的离子反应方程式为                 。

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为            ，晶体采用酒精淋洗的优点是

          

⑤上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是       （填“第一组”或“第二组”），理由是                                                        

Answer 1

（1）分液漏斗。Cu+4H⁺+2NO₃^―=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O（或NO的方程式也可）。

（2）安全瓶（防止倒吸等）

（3）①坩埚    ②b    ③Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O  ④防止双氧水分解，酒精与水互溶且极易挥发，减少晶体溶解，第二理由：第一组中的方案1需要加热，消耗能源，方案2所得产品含有铁元素杂质。而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高。