Question

3．某化學課外小組同學在實驗室利用廢銅屑制取硫酸銅，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了下列四種方案：
甲：Cu$→_{△}^{O_{2}}$CuO$→_{△}^{稀H_{2}SO_{4}}$CuSO₄
乙：Cu$\stackrel{FeSO_{4}溶液}{→}$CuSO₄
丙：Cu$→_{濃H_{2}SO_{4}}^{AgNO_{3}溶液}$Cu（NO₃）₂$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Cu（OH）₂$→_{△}^{稀H_{2}SO_{4}}$CuSO₄
丁：Cu$\stackrel{△}{→}$CuSO₄（丁通過查資料得知：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O）
請你完成對上述方案的評價及回答相關問題：
（1）一定不能達到預期目的是乙同學的方案，理由是銅不如鐵活潑，因此銅不能和硫酸亞鐵反應．
（2）理論上可行，但不經濟的是丙同學的方案，最優化的是甲同學的方案．

Answer 1

分析 銅和氧氣在加熱條件下反應生成氧化銅，氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
銅不能和硫酸亞鐵反應；
銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，硝酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅沉淀和硝酸鈉，氫氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
銅和濃硫酸反應生成的二氧化硫有毒，擴散到空氣中會污染環境．

解答 解：（1）一定不能達到預期目的是乙同學的方案，理由是銅不如鐵活潑，因此銅不能和硫酸亞鐵反應．
故填：乙；銅不如鐵活潑，因此銅不能和硫酸亞鐵反應．
（2）理論上可行，但不經濟的是丙同學的方案，這是因為需要消耗價格較高的硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液；
丁中產生二氧化硫氣體，同時消耗濃硫酸，既不經濟也不環保；
最優化的是甲同學的方案，既經濟又環保．
故填：丙；甲．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．