实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:_ ;为了吸收该反应中产生的尾气,应选择下列装置(填字母)。
(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组设计了如下两种方案:
方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2:将空气或氧气直接通人到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。
已知:Ksp(Cu(OH)2]=10-22, Ksp[Fe(OH)2]=10-16,Ksp[Fe(OH)3]=10-38
请回答下列问题:
①方案1中的B仪器名称是_。
②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_。
③方案2中甲物质可选用的是_。
A.CaO
B.NaOH
C.CuCO3
D.Cu2(OH)2CO3 E. Fe2(SO4)3④反应中加人少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因 、
(1)3:2;B。
(2)①坩埚;②3;③CD。-
④4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
题目分析:(1)由题意书写化学方程式3Cu+2HNO3-+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O,因此H2SO4和HNO3物质的量之比为3:2; (2)①灼烧需要在坩埚中进行②假设c(Fe3+)=10-5mol·L-1由Ksp[Fe(OH)3]=10-38计算得c(OH-)=10-11mol·L-1,即pH值为11;③加入的物质需要能够消耗H+同时又不引入新的杂质;(4)(参照答案)。