Question

Ⅰ．（1）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。理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：_____________

（2）实验上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯，制得的CuSO₄·5H₂O中还是可能存在杂质，除去这种杂质的实验操作称为___________。

（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

方案甲：以空气为氧化剂。将铜粉反复灼烧，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。

方案乙：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M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。

请回答下列问题：

①方案甲中，钢丝应在__________中反复灼烧；（填仪器名称）

方案丙：将钢丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H₂O₂，并控制温度在50℃～60℃，持续反应1h，也能获得硫酸铜。请回答下列问题：

②反应时温度必须控制在50℃～60℃，温度不宜过高的主要原因是______________________；

Ⅱ．用湿法制磷酸的副产品氟硅酸（H₂SiF₆）生成无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇．在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸．

（1）写出反应器中的化学方程式：____________________________。

（2）在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是：_________________。

（3）该流程中哪些物质可以循环使用：____________________________。

（4）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，____________________________。

Answer

Ⅰ．（1）3：2（2）重结晶 （3）①坩埚 ②防止H2O2分解

Ⅱ．（1）H2SiF6+K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓（2）氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失

（3）H2SO4、K2SO4（4）HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）在酸性条件下，NO3-溶解铜的离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，设HNO3的物质的量为xmol，H2SO4的物质的量为ymol，结合离子反应方程式可知欲使反应完全，x=2时，x+2y=8，即y=3，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：y：x=3：2；（2）从混合溶液里获得晶体的实验操作称为重结晶；（3）①固体加热应选择在坩埚中进行；②因过氧化氢不稳定，受热易分解，故反应时温度必须控制在50℃～60℃；Ⅱ（1）氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸，反应器中的化学方程式为：H2SiF6+K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓；（2）在洗涤氟硅酸钾（K2SiF6）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，为减少损失用乙醇洗涤；（3）反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断流程中硫酸和硫酸钾在苯环过程中先参加反应，随后又生成，可以循环使用；（4）标况下测得2.24L产物质量为3.1g，气体的质量远远大于2.0g的原因是氟化氢分子间可以形成氢键，部分结合形成双聚物，

【考点定位】考查物质的性质及制备

【名师点晴】本题（Ⅱ）利用湿法制磷酸的副产品氟硅酸可以生产氟化氢的工艺为背景，通过流程分析，实验操作，生产条件的选择，流程中物质的循环使用等，考查分析应用的能力，掌握题干信息和物质性质是解题关键；具体流程分析：氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氯化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢；结合分析解题就容易多了。