Question

铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中有非常广泛的用途。

Ⅰ．实验室欲模拟工业制备一定量CuSO₄，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：

甲：Cu CuSO₄

乙：Cu CuOCuSO₄

（1）从绿色化学的角度分析，         同学的方案更合理，原因是                。

（2）乙同学实验时通入O₂的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O₂的速率，宜选择       装置（填字母序号）。

（3）请写出乙同学所选装置中发生反应的化学方程式：                       。

Ⅱ.某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否含有Fe₃O₄、CuO，探究过程如下：

提出假设：

假设1．黑色粉末是CuO；

假设2．黑色粉末是Fe₃O₄；

假设3．黑色粉末是CuO和Fe₃O₄的混合物。

设计探究实验：

取少量粉末放入足量稀硫酸中，得溶液X，取一定量X于试管中，向其中滴加KSCN溶液。

（1）若假设1成立，则实验现象是           色。

（2）若假设2成立，则实验现象是             。如何检验溶液X中含Fe²⁺离子？             。

（3）若假设3成立，需继续向X溶液加入足量铁粉，则实验现象是              。

Answer

I．（1）乙 甲方案会生成污染环境的SO2气体，乙方案则没有SO2气体生成。（2）B （3）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ II．（1）蓝 （2）溶液变为红色 取X溶液少许于试管中，向其中滴加少量的酸性KMnO4溶液，若KMnO4褪色则证明X溶液中含有Fe2+离子，反之则不含。 （3）溶液X中会有气泡冒出，且红色的沉淀生成。

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）铜与浓硫酸加热直接反应生成硫酸铜、SO2和水，一方面硫酸利用率低，另一方面产生大气污染物二氧化硫，所以从绿色化学的角度分析，乙同学的方案更合理。

（2）A装置中能控制反应速率，但不能观察氧气的生成速率。C装置不能控制反应速率，也不能观察氧气的生成速率，B中分液漏斗控制反应速率，通过浓硫酸中的气泡观察氧气的生成速率，答案选B。

（3）过氧化钠与水反应的方程式为2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。

Ⅱ（1）若假设1成立，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜，则实验现象是溶液显蓝色；

（2）若假设2成立，四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，则实验现象是溶液变为红色。亚铁离子具有还原性，则检验溶液X中含Fe2+离子的实验设计为取X溶液少许于试管中，向其中滴加少量的酸性KMnO4溶液，若KMnO4褪色则证明X溶液中含有Fe2+离子，反之则不含。

（3）若假设3成立，则反应后溶液中有硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁，另外还有过量的稀硫酸，继续向X溶液加入足量铁粉，则铁离子被还原为亚铁离子，铜离子被置换出来，所以实验现象是溶液X中会有气泡冒出，且红色的沉淀生成。

考点：考查物质制备、检验实验方案设计与探究