（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^-5mol·L^-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。
已知：K_sp[Cu((OH)₂]≈10^-22， K_sp[Fe((OH)₂]≈10^-16,  K_sp[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             ；

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^-5mol·L^-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。
已知：K_sp[Cu((OH)₂]≈10^-22， K_sp[Fe((OH)₂]≈10^-16,  K_sp[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             。

某研究性学习小组为研究Cu与浓H₂SO₄的反应，设计了如图所示的实验探究方案（说明：①装置中的固定仪器和酒精灯均未画出，②SO₂易溶于水而不溶于CCl₄）
实验药品：细铜丝、98.3%的H₂SO₄、品红溶液、澄清石灰水、CCl₄、NaOH溶液等．以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料1：实验现象摘录：加热前，无明显现象发生，加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？较长时间加热后，黑色颗粒状物质逐渐转变为灰白色固体，猜想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO₄．
材料2：探究实验剪辑：将实验所得黒色固体分离出来，再经水洗仍有少量黑色不溶物，将该黒色不溶物分为三份：
①向其中加入几滴浓硝酸，产生大量红棕色气体．
②向其中加入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈浅蓝色
③经过滤、稀硫酸洗涤、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管作用是______；D、E两支试管中CCl₄的作用是______．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．该淡黄色固体物质可能是______，写出淡黄色固体物质消失的化学反应方程式：______．
（3）对A试管中的浓H₂SO₄和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，且D试管中澄清石灰水出现浑浊，据此推知A试管中反应生成了______．
（4）铜与浓硫酸反应的化学方程式：______
（写主要产物），根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是______（写化学式）