Question

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，请选择下列中合适的装置        。

（2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

第一组：以空气为氧化剂法

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入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^-5 mol·L^-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

已知：K_sp[Cu((OH)₂]≈10^-22， K_sp[Fe((OH)₂]≈10^-16,  K_sp[Fe((OH)₃]≈10^-38

请回答下列问题：

如开始加入的铜粉为3.2 g，最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。

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)₃ 

④反应中加入少量FeSO₄可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因         。

第二组：过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L^-1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.5g。

请回答下列问题：

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是          ，

⑥本实验CuSO₄·5H₂O的产率为          。

Answer

（1）3:2 (2分)        B(1分)

（2）①坩埚(1分)   ② 3  (2分)   ③CD(2分)

④4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；(2分)  2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+(2分)

⑤防止双氧水分解(1分)    ⑥84％(2分)

【解析】略