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以探究其性质，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

CuSO₄·5H₂O……CuO

①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是___________________________________________。

②步骤Ⅱ的目的是除铁。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。控制溶液pH=3.5的原因是_________。

③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO₄·5H₂O晶体，操作是__________________。水浴加热烘干。水浴加热的特点是___________________________________________________________。

(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有______________。

Answer 1

解析：本题主要考查考生对基本操作的掌握程度。

(1)要除去固体中不溶性杂质，首先必须将固体溶于水，然后再进行过滤，要计算产品的产物，原料的纯度等还要称量样品的质量。由于Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3 H⁺,Cu²⁺+2H₂O

Cu(OH)₂+2H⁺,根据实验目的可知，加入Cu₂(OH)₂CO₃后，既有利于使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，又有利于抑制Cu²⁺的水解。欲从某物质的溶液中得到其晶体，一般采用蒸发浓缩后降温结晶的方式得到；要使仪器均匀受热，且便于控制温度，一般采用水浴或油浴加热的方式加热。

(2)A、B中反应原理相同，A中加入CuO后反应明显加快，说明CuO对H₂O₂的分解起催化作用；由于O₂不溶于水，故可用排水的方法收集气体，要求化学反应的速率只需测定收集一定的气体，所需时间的长短即可。

答案：(1)①加适量水溶解，搅拌，过滤  ②既促进Fe³⁺可全部转化为Fe(OH)₃沉淀，又阻止Cu²⁺的水解使Cu²⁺不会转化为Cu(OH)₂③将CuSO₄·5H₂O溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热。冷却结晶可以控制加热温度，且温度不超过100℃；受热均匀

(2)①CuO对H₂O₂的分解有催化作用②量筒、水槽(或集气瓶)、秒表(计时器)、导管、橡皮塞