Question

10．硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料，由于銅不能與稀硫酸直接反應，實驗中將銅加入濃硫酸，加熱使之反應完全（裝置如圖1、2所示）．再通過一定的操作得到硫酸銅晶體．

（1）儀器A的名稱為分液漏斗
（2）寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（3）寫出燒杯中發(fā)生反應的離子反應方程式SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O
（4）裝置圖2與圖1相比的優(yōu)點是增加了防倒吸裝置
（5）為符合綠色化學的要求，某研究性學習小組進行如下設計：
將銅與稀硫酸混合，同時加入試劑X，可生成硫酸銅溶液．則X可以是ad（填序號）．
a．熱空氣        b．FeCl₃       c．KNO₃              d．H₂O₂
（6）在不加入試劑X的情況下，某同學利用電解法也制得了硫酸銅溶液．裝置如圖3：寫出石墨電極上發(fā)生的電極反應式2H⁺+2e^-=H₂↑
（7）寫出由硫酸銅稀溶液制得硫酸銅晶體的操作方法為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器A的構造可知A為分液漏斗；
（2）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和和水；
（3）燒杯中盛有氫氧化鈉溶液，用于吸收有毒的二氧化硫氣體；
（4）根據(jù)二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應，易發(fā)生倒吸現(xiàn)象分析；
（5）根據(jù)“符合綠色化學”要求：不產(chǎn)生污染氣體、不引進雜質(zhì)進行分析；
（6）根據(jù)電解池工作原理分析，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應；
（7）實驗目的是“硫酸銅稀溶液制得硫酸銅晶體”分析操作方法．

解答 解：（1）根據(jù)圖示可知，儀器A為分液漏斗，
故答案：分液漏斗； 
（2）銅與濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫有毒，需要用堿液吸收，所以燒杯中發(fā)生反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（4）由于二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應，易發(fā)生倒吸現(xiàn)象，應該使用防倒吸裝置，圖示裝置中圖2與圖1相比的優(yōu)點是增加了防倒吸裝置，
故答案為：增加了防倒吸裝置；
（5）將銅與稀硫酸混合，同時加入試劑X，可生成硫酸銅溶液，由于銅與稀硫酸不反應，需要加入具有氧化性的試劑，且不能產(chǎn)生污染氣體，可以用a．熱空氣、d．H₂O₂，不能選用b．FeCl₃（引進雜質(zhì)）、c．KNO₃ （生成污染氣體、引進雜質(zhì)），
故答案為：a、d；
（6）裝置圖3中，銅連接電源正極，為電解池的陽極，則銅電解失去電子生成銅離子，石墨電極連接電源負極，為電解池的陰極，則石墨電解上氫離子得到電子生成氫氣，發(fā)生的電極反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；         
（7）硫酸銅稀溶液制得硫酸銅晶體，溫度過高無法得到硫酸銅晶體，所以需要通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的操作方法獲得硫酸銅晶體，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

點評 本題考查了制備方案的設計，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，涉及實驗方案的評價、實驗裝置的理解與評價、常用化學用語、物質(zhì)推斷、實驗條件控制、電解原理等知識，注意掌握制備方案設計與評價原則，明確電解原理、化學實驗基本操作方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．