Question

（15分）在实验室中某实验小组同学关于硫酸铜的制取和应用，设计了以下实验：

（1）铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

            

①装置A中发生反应的化学方程式为               ；

    ②上图装置中导管B的作用你认为可能是（写出一种）                   。

（2）为符合绿色化学的要求，某同学进行如下设计：将铜粉在                   （填仪器名称）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，反应后溶液经过             、             、过滤、洗涤、干燥，即可得到产品CuSO₄·5H₂O晶体，干燥需要控制温度小于100℃，若温度过高，则会导致               。

（3）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作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，请写出其第l步反应的离子方程式                   。

（4）制取的CuSO₄溶液和“另一物质”在40-50℃混合时生成了一种难溶物质氢化亚铜（CuH）。将CuH溶解在稀盐酸中时生成了一种气体，这种气体是                   ，经收集测定生成的该气体为标况下11．2 L，则被还原的离子得电子的物质的量是                   （已知Cu⁺在酸性条件下发生反应2Cu⁺=Cu²⁺+Cu）。

Answer

（1）①2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O   (2分)

②安全管；平衡气压；防倒吸；若连C的导气管堵塞时防止装置爆炸；拆除装置前，从B管口向A中鼓气使SO2被全部吸收。(写出一种即得分)     (2分)

（2）坩埚  蒸发浓缩（加热蒸发） 冷却结晶 CuSO4·5H2O失去部分结晶水（各1分，共4分）

（3）4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O (2分)

（4）H2 (2分) 0.75 mol (3分)

【解析】本题考查硫酸铜的制取及硫酸铜的性质。（1）①铜与热的浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O②由于导管B与外界相通，故在试管中压强过大时，可做安全管；平衡气压；防倒吸；若连C的导气管堵塞时防止装置爆炸；拆除装置前，从B管口向A中鼓气使SO2被全部吸收。（2）灼烧物质一般在坩埚中进行，将铜粉全部转化为CuO, 再将氧化铜与稀硫酸反应，生成硫酸铜和水，不会产生二氧化硫，再将溶液经过蒸发浓缩，冷却结晶可得到CuSO4·5H2O晶体。干燥需要控制温度小于100℃，若温度过高，则会导致CuSO4·5H2O失去部分结晶水。（3）从第二步反应有Fe3+参加反应可知，第一步反应应该是Fe2+被氧化，O2被还原，则反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O（4）CuH中的氢为-1价，与盐酸(HCl)中氢为+1价，反应时生成H2，反应方程式为2CuH+2HCl=2CuCl2+2H2+Cu，则2H2～3e-，故收集标况下的H211．2 L，转移的电子数目为0.5mol×3/2=0.75mol。