Question

氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂，油类脱硫剂等，为获得纯净的氧化铜并探究其性质，某同学查找了溶度积数据并通过计算得到有关信息（如表），用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：

物    质	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
完全沉淀时的pH范围	≥9.6	≥6.4	3～4

㈠制备氧化铜
工业CuSO₄CuSO₄溶液CuSO₄•5H₂O…CuO
（1）步骤Ⅰ的操作是加入水和少量硫酸溶解样品并过滤，目的是除去不溶性杂质，这一步骤中加酸的作用是______．
（2）步骤Ⅱ的操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加热；待反应完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1．
①这一步骤的目的是______，
②写出加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式______
③控制溶液pH=3.5的目的是______，
（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO₄•5H₂O晶体，操作是______，水浴加热烘干所得固体．水浴加热的特点是______．
㈡探究氧化铜性质
（1）取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H₂O₂溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是______．
（2）为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器或装置为______．（填写序号）

Answer

（一）
（1）利用工业硫酸铜制备氧化铜，根据题中的制备流程，步骤Ⅰ主要是溶解样品，除去不溶性杂质，得到含少量硫酸亚铁的硫酸铜溶液，铜离子、亚铁离子都是弱碱阳离子，水溶液中能水解，所以加酸的作用是抑制水解，使样品更好的溶解；
（2）滴加H2O2溶液，稍加热，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子便于除去，且不引入杂质，待反应完全后，慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5，根据题给离子沉淀的PH范围可知，目的是让三价铁离子完全沉淀，铜离子不沉淀；
（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4•5H2O晶体，硫酸铜溶液得到溶质晶体的方法是加热蒸发结晶过滤，水浴加热的应用条件是：温度不超过100°C，需缓慢均匀加热的过程可以用水浴加热；
（二）
（1）取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡说明氧化铜对过氧化氢的分解起到了催化作用；
（2）收集气体并测定其体积，要用到常用的方法，排水量气发，即利用气体的压强把水压入量筒，排出水的体积即为收集气体的体积；
【解析】
（一）（1）铜离子、亚铁离子溶解时易发生水解，加入酸为了抑制水解，促进溶解，故答案为：防止CuSO4等物质水解，以有助于样品的溶解；
（2）除去亚铁离子得到纯净的硫酸铜溶液，根据沉淀PH范围可知，应先把亚铁离子转化为三价铁离子，再控制PH使之完全沉淀，所以滴加H2O2溶液目的是氧化亚铁离子为三价铁离子；慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5，目的是在pH=3.5时铜离子不沉淀，三价铁离子沉淀完全；故答案为：将Fe2+转化为Fe3+并除去，使Fe3+沉淀完全，并控制Cu2+不发生沉淀；
（3）蒸发硫酸铜溶液，析出硫酸铜晶体，过滤得到晶体；水浴加热是为了加热均匀、缓慢、温度易控制在100°C以下；故答案为：蒸发结晶过滤   条件温和、受热均匀、最高温不超过100℃；
（二）（1）取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，说明过氧化氢分解生成氧气和水，氧化铜对过氧化氢分解起到了催化作用，
故答案为：CuO对H2O2分解起了催化剂作用；
（2）排水量气装置要求气体难溶于水，利用气体产生的压强把水排出在量筒中，直接读出水的体积即为收集的气体体积；故答案选：BD．