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    实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

    （1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:_        ；为了吸收该反应中产生的尾气，应选择下列装置(填字母)。

    （2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组设计了如下两种方案:

    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人到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH，铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1，就认为沉淀完全)，然后过滤、浓缩、结晶。

    已知:Ksp(Cu(OH)2]=10-22, Ksp[Fe(OH)2]=10-16，Ksp[Fe(OH)3]=10-38

    请回答下列问题：

    ①方案1中的B仪器名称是_。

    ②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_。

    ③方案2中甲物质可选用的是_。

    A． CaO     B． NaOH    C． CuCO3       D． Cu2(OH)2CO3     E． Fe2(SO4)3

    ④反应中加人少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因                    、

                                                                    

     

    【答案】

    （1）3:2；B。

            （2）①坩埚；②3；③CD。－

    ④4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋；

    【解析】试题分析：（1）由题意书写化学方程式3Cu＋2HNO3－＋3H2SO4=3CuSO4＋2NO↑＋4H2O，因此H2SO4和HNO3物质的量之比为3:2； （2）①灼烧需要在坩埚中进行②假设c(Fe3＋)=10-5mol·L-1由Ksp[Fe(OH)3]=10-38计算得c(OH－)=10－11mol·L－1，即pH值为11；③加入的物质需要能够消耗H＋同时又不引入新的杂质；（4）（参照答案）。

    考点：氧化还原反应实验原理分析。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?兖州市三模）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体．
    （1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为
    3：2
    3：2
    ；为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置
    B
    B
    ．

    （2）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：以空气为氧化剂法
    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．向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜．反应完全后，加物质甲调节pH，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶．
    已知：Ksp[Cu（（OH）2]≈10-22，Ksp[Fe（（OH）2]≈10-16，Ksp[Fe（（OH）3]≈10-38
    请回答下列问题：
    如开始加入的铜粉为3.2g，最后所得溶液为500mL，溶液中含有铁元素0.005mol．
    ①方案1中的B仪器名称是
    坩埚
    坩埚
    ．
    ②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为
    3
    3
    ．
    ③方案2中甲物质可选用的是
    CD
    CD
    ．
    A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2（OH）2CO3   E、Fe2（SO4）3
    ④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因
    4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
    4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
    ．
    第二组：过氧化氢为氧化剂法
    将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4?5H2O 10.5g．
    请回答下列问题：
    ⑤反应时温度控制在50℃～60℃不宜过高的原因是
    防止双氧水分解
    防止双氧水分解
    ，
    ⑥本实验CuSO4?5H2O的产率为
    84%
    84%
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

    （1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：    ；为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置       。

    （2）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：以空气为氧化剂法

    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。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

    已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

    请回答下列问题：

    如开始加入的铜粉为3.2 g，最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。

    ①方案1中的B仪器名称是       。

    ②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________。

    ③方案2中甲物质可选用的是             。

    A、 CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3  E、Fe2(SO4)3 

    ④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因        。

    第二组：过氧化氢为氧化剂法

    将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O10.5g。

    请回答下列问题：

    ⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是          ，

    ⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为         。

     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年福建省三明市高三上学期联合命题考试化学试卷 题型：实验题

    （9分） 实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

    （1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为____________；

         为了吸收该反应中产生的尾气，可选择的最佳装置是_______________。

     

    （2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

    方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器N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。向反应液中加少量FeSO4，再通入空气或氧气，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部转化为Fe(OH)3沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

    (已知：Ksp[Cu(OH)2]≈10-22， Ksp[Fe(OH)3]≈10-38)

    请回答下列问题：

    ①方案1中的N仪器名称是 ______________。

    ②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________。

    ③方案2中甲物质可选用的是________________________。

    A.CaO    B.NaOH   C.CuCO3   D.Cu2(OH)2CO3   E.Fe2(SO4)3 

    ④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因___________________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年广西桂林十八中高三第一次月考化学试卷 题型：实验题

    （11分）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

    （1）理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：    ︰    ；

    （2）实际上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是             ，除去这种杂质的实验操作称为                      。

    （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：

    方案甲：以空气为氧化剂。将铜粉在___________（填仪器名称）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。

    方案乙：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。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

    已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

    请回答下列问题：

    ①为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________；

    ②甲物质可选用的是              ；

    A.CuCl2    B.NaOH   C.Cu2(OH)2CO3   D.CuO   E.H2SO4

    ③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是：第1步，4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，请写出其第2歩反应的离子方程式                。

    方案丙：将铜丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H2O2，并控温在50℃~60℃，持续反应1 h，也能获得硫酸铜。请回答下列问题：

    ④反应时温度必须控制在50℃~60℃，温度不宜过高的主要原因是                ；

    ⑤写出该反应的化学方程式为                                 。

     

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    科目：高中化学 来源：2009年普通高等学校招生统一考试理综试题化学部分（全国卷Ⅱ） 题型：实验题

    （11分）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

    （1）理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：    ︰    ；

    （2）实际上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是             ，除去这种杂质的实验操作称为                      。

    （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：

    方案甲：以空气为氧化剂。将铜粉在___________（填仪器名称）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。

    方案乙：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。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

    已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

    请回答下列问题：

    ①为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________；

    ②甲物质可选用的是              ；

    A.CuCl2    B.NaOH   C.Cu2(OH)2CO3   D.CuO   E.H2SO4

    ③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。其反应过程是：第1步，4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，请写出其第2歩反应的离子方程式                。

    方案丙：将铜丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H2O2，并控温在50℃~60℃，持续反应1 h，也能获得硫酸铜。请回答下列问题：

    ④反应时温度必须控制在50℃~60℃，温度不宜过高的主要原因是                ；

    ⑤写出该反应的化学方程式为                                 。

     

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