Question

實驗室用銅制取硫酸銅，將適量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。

（1）為了節約原料，硫酸和硝酸的物質的量之比最佳為:_       ；為了吸收該反應中產生的尾氣，應選擇下列裝置(填字母)。
（2）為符合綠色化學的要求，某研究性學習小組設計了如下兩種方案:
方案1:以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復灼燒，使銅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人到銅粉與稀硫酸的混合物中，發現在常溫下幾乎不反應。向反應液中加少量FeSO₄，即發生反應，生成硫酸銅。反應完全后，加物質甲調節pH，鐵元素全部沉淀(一般認為鐵離子的濃度下降到10^-5mol·L^-1，就認為沉淀完全)，然后過濾、濃縮、結晶。
已知:Ksp(Cu(OH)₂]=10^-22, Ksp[Fe(OH)₂]=10^-16，Ksp[Fe(OH)₃]=10^-38
請回答下列問題：
①方案1中的B儀器名稱是_。
②為了使鐵元素全部沉淀，應調節pH至少為_。
③方案2中甲物質可選用的是_。

A．CaO

B．NaOH

C．CuCO3

D．Cu2(OH)2CO3 E． Fe2(SO4)3

④反應中加人少量FeSO₄可加速銅的氧化，用離子方程式解釋其原因                   、
                                                                

Answer 1

（1）3:2；B。
（2）①坩堝；②3；③CD。^－
④4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋=4Fe^3＋＋2H₂O；2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋；

試題分析：（1）由題意書寫化學方程式3Cu＋2HNO₃^－＋3H₂SO₄=3CuSO₄＋2NO↑＋4H₂O，因此H₂SO₄和HNO₃物質的量之比為3:2； （2）①灼燒需要在坩堝中進行②假設c(Fe^3＋)=10^-5mol·L^-1由Ksp[Fe(OH)₃]=10^-38計算得c(OH^－)=10^－11mol·L^－1，即pH值為11；③加入的物質需要能夠消耗H^＋同時又不引入新的雜質；（4）（參照答案）。