Question

（2013?泰安一模）硫酸銅是一種應用廣泛的化工原料，實驗室中可通過不同途徑制取硫酸銅溶液和膽礬（CuSO₄?5H₂O），其中一種流程如下：

（1）操作I具體為

蒸發濃縮

、

冷卻結晶

、過濾、烘干．
（2）雜銅（含少量有機物）灼燒后的產物除氧化銅還含少量銅，原因可能是

ab

（填字母代號）．
a．灼燒過程中部分氧化銅被還原
b．灼燒不充分．銅未被完全氧化
c．氧化銅在加熱過程中分解生成銅
d．該條件下銅無法被氧氣氧化
（3）若將雜銅換為純凈的銅粉，可直接向其中加入稀硫酸和Fe₂（SO₄）₃溶液，不斷通入氧氣．反應完全后向其中加入過量

Cu

（填化學式，下同），調節pH至4，生成

Fe（OH）₃

沉淀，過濾得硫酸銅溶液[已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀時的pH分別為3.7、6.4]．
（4）通過下述圖1裝置也可制取硫酸銅溶液（已知：2NaOH+2NO₂=NaNO₃+NaNO₂+H₂O）．
燒瓶內發生反應的離子方程式為

Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O

；
圖2是圖1的改進裝置，其優點有①

防止氫氧化鈉溶液倒吸進入發生裝置

，②

一氧化氮、二氧化氮有毒氣體能被完全吸收

．

Answer 1

分析：（1）從溶液中獲取晶體的方法是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、烘干；
（2）銅能被部分有機物還原；
（3）調節溶液PH，加入的物質能和溶液中氫離子反應，從而提高溶液PH，但不能引入新的雜質；
（4）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮，和稀硝酸反應生成硝酸銅和一氧化氮，
圖2裝置能防止倒吸且有毒氣體能完全被吸收．

解答：解：（1）從溶液中分離出硫酸銅晶體應為將熱溶液冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（2）a．灼燒過程中部分氧化銅被有機物還原生成銅單質，故正確；
b．灼燒不充分．銅未被完全氧化導致含有銅單質，故正確；
c．氧化銅在加熱過程中不會分解生成銅，故錯誤；
d．加熱條件下銅易被氧氣氧化，故錯誤；
故選ab；
（3）除雜的原則，保證不引入雜質，加入氧化銅或堿式碳酸銅都能和酸反應從而提高溶液PH，且不引進新的雜質，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，從而得到純凈的硫酸銅晶體，
故答案為：CuO；Fe（OH）₃；
（4）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮，和稀硝酸反應生成硝酸銅和一氧化氮，
離子反應方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
圖2裝置中充入氧氣能平衡壓強，所以能防止倒吸，二氧化氮和一氧化氮有毒，不能直接排空，且一氧化氮不易溶于水，充入氧氣能使一氧化氮轉化為二氧化氮，從而使二氧化氮、一氧化氮能全部被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
①防止氫氧化鈉溶液倒吸進入發生裝置；②一氧化氮、二氧化氮有毒氣體能被完全吸收．

點評：本題考查了實驗方案的設計、評價等知識點，明確物質的性質是解本題關鍵，難點是實驗方案的評價，從實驗的可操作性、簡便性、安全性、環保等方面考慮，難度較大．