Question

（I）按照如圖1所示裝置進行有關實驗，拔掉分液漏斗玻璃塞，將A逐滴加入B中．

若A是濃鹽酸，B為二氧化錳，當將A滴入B中時發生反應的離子方程式為：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

；
當實驗一段時間后，發現C、D中有紅棕色煙，則C的化學式為：

Fe

．
（II）硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料，可通過多種途徑制取硫酸銅晶體．銅不能與稀硫酸直接反應，本實驗中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，通過蒸發、結晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖2所示）．
請回答相關問題：
（1）圖2分液漏斗中裝的液體是

濃硝酸

；
（2）本實驗中若硝酸過量，造成的結果是

制得的硫酸銅晶體不純

；
（3）圖3是圖2的改進裝置，其優點是①

有利于氮氧化合物的吸收

，②

防止倒吸

；
（4）為符合綠色化學的要求，某研究性學習小組進行如下設計：
方案1：將銅粉在某儀器中反復灼燒，使銅粉與空氣充分反應生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應．
方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發現在常溫下幾乎不反應．向混合物中加入Fe₂（SO4）₃，即發生反應．反應完全后向其中加物質甲調節pH到3～4，產生Fe（OH）₃沉淀，過濾、蒸發、結晶，得硫酸銅晶體，濾渣循環使用〔已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀時的pH分別為3.7、6.4〕．
①方案1中用于灼燒銅粉的儀器名稱是

坩堝

；
②方案2中甲物質可以是

ab

（填字母序號）；
a．CuO              b．CuCO₃ c．CaCO₃             d．NaOH
③方案2中發生反應的總化學方程式為（注明反應條件）

2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O

．

Answer 1

分析：（I）二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣、水．實驗一段時間后，C、D中有紅棕色煙，紅棕色煙應是FeCl₃，即氯氣與物質C反應生成FeCl₃，據此物質C．
（II）（1）由題目信息，實驗中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，判斷圖2分液漏斗中裝的液體．
（2）硝酸過量制得的硫酸銅晶體中含有硝酸銅．
（3）裝置3中在尾氣吸收裝置之前連接集氣瓶，通入氧氣有利于氮氧化合物的吸收，同時起安全瓶作用．
（4）①高溫灼燒固體應在坩堝中進行．
②加入甲物質，目的是調節PH值，使Fe³⁺轉化Fe（OH）₃沉淀，且不能引入新雜質．
③由題目信息可知，氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物，發生反應生成硫酸銅與水．

解答：解：（I）二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣、水，反應離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
實驗一段時間后，C、D中有紅棕色煙，紅棕色煙應是FeCl₃，氯氣與物質C反應生成FeCl₃，故物質C為Fe．
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；Fe．
（II）（1）由題目信息，實驗中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，故圖2分液漏斗中裝的液體為濃硝酸．
故答案為：濃硝酸．
（2）硝酸過量制得的硫酸銅晶體中含有硝酸銅，制得的硫酸銅晶體不純．
故答案為：制得的硫酸銅晶體不純．
（3）反應中產生的尾氣主要為NO，由于NO與NaOH溶液不反應，故應向氫氧化鈉溶液中通入空氣（氧氣），裝置3中在尾氣吸收裝置之前連接集氣瓶，通入氧氣有利于氮氧化合物的吸收，同時起安全瓶作用，防止倒吸．
故答案為：有利于氮氧化合物的吸收；防止倒吸．
（4）①高溫灼燒固體應在坩堝中進行，方案1將銅粉在坩堝中反復灼燒，因此儀器應為坩堝．
故答案為：坩堝．
②由于溶液酸性較強，欲使Fe³⁺沉淀，需加入某種試劑降低c（H⁺）濃度，但又不能引入新雜質．
a．CuO降低c（H⁺）濃度，不引入新雜質，過量的CuO可以過濾除去，故a正確；
b．CuCO₃ 降低c（H⁺）濃度，不引入新雜質，過量的CuCO₃ 可以過濾除去，故b正確；
c．CaCO₃ 引入鈣離子，故c錯誤；
d．NaOH引入鈉離子，故d錯誤．
故選：ab．
③由題目信息可知，氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物，發生反應生成硫酸銅與水，
反應方程式為2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O．
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O．

點評：考查學生對實驗原理的理解、實驗方案的評價、實驗裝置的理解與評價、常用化學用語、物質推斷、實驗條件控制等，難度中等，實驗方案設計，應根據實驗目的思考實驗原理，根據實驗原理中反應物的狀態和反應條件確定試劑和裝置，通過比較和評價優選最佳實驗方案．