Question

【題目】某課外興趣小組探究利用廢銅屑制取CuSO4溶液，設(shè)計(jì)了以下幾種實(shí)驗(yàn)方案：
（1）方案一：以銅和濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅溶液．方案二：將廢銅屑在空氣中灼燒后再投入稀硫酸．和方案一相比，方案二的優(yōu)點(diǎn)是；
（2）方案二的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)容器底部殘留少量紫紅色固體，再加入稀硫酸依然不溶解，該固體為 ．
（3）方案三的實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示：溶解過(guò)程中有氣體放出，該氣體是 ． 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成氣體速度加快，推測(cè)可能的原因 ．

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的推測(cè) ．
（5）方案四的實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示：為了得到較純凈的硫酸銅溶液，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比應(yīng)為 ．

（6）對(duì)方案四進(jìn)行補(bǔ)充完善，設(shè)計(jì)一個(gè)既能防止污染，又能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)的實(shí)驗(yàn)方案（用流程圖表示）．

Answer 1

【答案】
（1）不產(chǎn)生污染空氣的SO2氣體，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少
（2）Cu
（3）O2；反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用
（4）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率是否加快
（5）3：2
（6）
【解析】解：（1）、（2）方案一：第一個(gè)方案中放出的有毒氣體二氧化硫會(huì)造成對(duì)空氣的污染；第二個(gè)方案銅和氧氣加熱生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銅和水，因此反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有污染物，且原料的利用率高，方案二的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)容器底部殘留少量紫紅色固體，為銅，不溶于稀硫酸；所以答案是：不產(chǎn)生污染空氣的SO2氣體，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少；Cu；
（3.）方案三的實(shí)驗(yàn)流程如圖1中，雙氧水反應(yīng)氧化還原反應(yīng)生成O2；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成氣體速度加快，可能是反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用，所以答案是：O2；反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用；
（4.）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果產(chǎn)生氣泡的速率加快，則證明Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用，否則，Cu2+對(duì)H2O2分解沒(méi)有催化作用；所以答案是：取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率是否加快；
（5.）根據(jù)離子方程式，3Cu+2NO3﹣+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，反應(yīng)消耗2mol硝酸，生成3mol硫酸銅，故為了得到較純凈的硫酸銅溶液，硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比應(yīng)為3：2，所以答案是：3：2；
（6.）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，為防止NO污染空氣，應(yīng)通入空氣氧化NO為NO2 ， 用水吸收后，生成HNO3再循環(huán)利用。
所以答案是： ．