Question

（I）按照如圖1所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，拔掉分液漏斗玻璃塞，將A逐滴加入B中．

若A是濃鹽酸，B為二氧化錳，當(dāng)將A滴入B中時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

；
當(dāng)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)C、D中有紅棕色煙，則C的化學(xué)式為：

Fe

．
（II）硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料，可通過(guò)多種途徑制取硫酸銅晶體．銅不能與稀硫酸直接反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過(guò)蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸銅晶體（裝置如圖2所示）．
請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：
（1）圖2分液漏斗中裝的液體是

濃硝酸

；
（2）本實(shí)驗(yàn)中若硝酸過(guò)量，造成的結(jié)果是

制得的硫酸銅晶體不純

；
（3）圖3是圖2的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是①

有利于氮氧化合物的吸收

，②

防止倒吸

；
（4）為符合綠色化學(xué)的要求，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
方案1：將銅粉在某儀器中反復(fù)灼燒，使銅粉與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)．
方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)．向混合物中加入Fe₂（SO4）₃，即發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)完全后向其中加物質(zhì)甲調(diào)節(jié)pH到3～4，產(chǎn)生Fe（OH）₃沉淀，過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，得硫酸銅晶體，濾渣循環(huán)使用〔已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀時(shí)的pH分別為3.7、6.4〕．
①方案1中用于灼燒銅粉的儀器名稱是

坩堝

；
②方案2中甲物質(zhì)可以是

ab

（填字母序號(hào)）；
a．CuO              b．CuCO₃ c．CaCO₃             d．NaOH
③方案2中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式為（注明反應(yīng)條件）

2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O

．

Answer 1

分析：（I）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水．實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，C、D中有紅棕色煙，紅棕色煙應(yīng)是FeCl₃，即氯氣與物質(zhì)C反應(yīng)生成FeCl₃，據(jù)此物質(zhì)C．
（II）（1）由題目信息，實(shí)驗(yàn)中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，判斷圖2分液漏斗中裝的液體．
（2）硝酸過(guò)量制得的硫酸銅晶體中含有硝酸銅．
（3）裝置3中在尾氣吸收裝置之前連接集氣瓶，通入氧氣有利于氮氧化合物的吸收，同時(shí)起安全瓶作用．
（4）①高溫灼燒固體應(yīng)在坩堝中進(jìn)行．
②加入甲物質(zhì)，目的是調(diào)節(jié)PH值，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化Fe（OH）₃沉淀，且不能引入新雜質(zhì)．
③由題目信息可知，氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物，發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅與水．

解答：解：（I）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，反應(yīng)離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，C、D中有紅棕色煙，紅棕色煙應(yīng)是FeCl₃，氯氣與物質(zhì)C反應(yīng)生成FeCl₃，故物質(zhì)C為Fe．
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△  .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；Fe．
（II）（1）由題目信息，實(shí)驗(yàn)中將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，故圖2分液漏斗中裝的液體為濃硝酸．
故答案為：濃硝酸．
（2）硝酸過(guò)量制得的硫酸銅晶體中含有硝酸銅，制得的硫酸銅晶體不純．
故答案為：制得的硫酸銅晶體不純．
（3）反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣主要為NO，由于NO與NaOH溶液不反應(yīng)，故應(yīng)向氫氧化鈉溶液中通入空氣（氧氣），裝置3中在尾氣吸收裝置之前連接集氣瓶，通入氧氣有利于氮氧化合物的吸收，同時(shí)起安全瓶作用，防止倒吸．
故答案為：有利于氮氧化合物的吸收；防止倒吸．
（4）①高溫灼燒固體應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，方案1將銅粉在坩堝中反復(fù)灼燒，因此儀器應(yīng)為坩堝．
故答案為：坩堝．
②由于溶液酸性較強(qiáng)，欲使Fe³⁺沉淀，需加入某種試劑降低c（H⁺）濃度，但又不能引入新雜質(zhì)．
a．CuO降低c（H⁺）濃度，不引入新雜質(zhì)，過(guò)量的CuO可以過(guò)濾除去，故a正確；
b．CuCO₃ 降低c（H⁺）濃度，不引入新雜質(zhì)，過(guò)量的CuCO₃ 可以過(guò)濾除去，故b正確；
c．CaCO₃ 引入鈣離子，故c錯(cuò)誤；
d．NaOH引入鈉離子，故d錯(cuò)誤．
故選：ab．
③由題目信息可知，氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物，發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅與水，
反應(yīng)方程式為2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O．
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△  .

2CuSO₄+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的理解與評(píng)價(jià)、常用化學(xué)用語(yǔ)、物質(zhì)推斷、實(shí)驗(yàn)條件控制等，難度中等，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃伎紝?shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理中反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定試劑和裝置，通過(guò)比較和評(píng)價(jià)優(yōu)選最佳實(shí)驗(yàn)方案．