Question

氧化銅有多種用途，如用作玻璃著色劑、油類脫硫劑等，為獲得純凈的氧化銅并探究其性質(zhì)，某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質(zhì)）進行如下實驗：
（1）制備氧化銅：
工業(yè)CuSO₄CuSO₄溶液CuSO₄?5H₂O…CuO
①步驟Ⅰ的目的是除去不溶性雜質(zhì)．操作是______．
②步驟Ⅱ的目的是除去硫酸亞鐵．操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加熱；Fe²⁺轉(zhuǎn)化完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以控制溶液pH=3.5；加熱煮沸一段時間，過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．滴加H₂O₂的目的是______，加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末的目的是______．
③步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O晶體，操作是將CuSO₄?5H₂O溶液加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)時，停止加熱，______，水浴加熱烘干．采用水浴加熱的原因是______．
（2）探究氧化銅性質(zhì)：
①取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3%H₂O₂溶液，只觀察到A中有大量氣泡，結(jié)論是______．
②為探究試管A中反應(yīng)的速率，收集氣體并測定其體積必需的實驗儀器除導(dǎo)管、橡皮塞、水槽外還必須有______．

Answer 1

解：（1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過濾，則操作步驟為加適量水溶解，攪拌，過濾，故答案為：加適量水溶解，攪拌，過濾；
②除雜過程中滴加H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動，目的是調(diào)節(jié)溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；調(diào)節(jié)溶液的酸性，使Fe³⁺水解全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀；
③晶膜出現(xiàn)時為飽和溶液，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止CuSO₄?5H₂O晶體分解，故答案為：冷卻結(jié)晶；防止CuSO₄?5H₂O晶體分解；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀察到有氣體生成，而B中沒有氣體生成，則說明CuO起催化劑的作用，故答案為：CuO對H₂O₂的分解有催化作用；
②測定反應(yīng)速率，需要知道一定時間內(nèi)氣體的體積變化，除導(dǎo)管、橡皮塞、水槽外還必須有量筒、秒表（或計時器、手表），故答案為：量筒、秒表（或計時器、手表）．
分析：（1）①不溶性雜質(zhì)與溶液分離，利用過濾；
②滴加H₂O₂能將亞鐵離子氧化；Cu₂（OH）₂CO₃粉末使鐵離子水解平衡正向移動；
③晶膜出現(xiàn)時為飽和溶液，冷卻結(jié)晶能析出晶體，水浴加熱能保持溫度恒定，防止晶體分解；
（2）①A中加入適量CuO粉末，觀察到有氣體生成，則CuO起催化劑的作用；
②測定反應(yīng)速率，需要知道一定時間內(nèi)氣體的體積變化，以此選擇儀器．
點評：本題考查制備實驗方案的設(shè)計及物質(zhì)的分離、提純，明確流程中的各步操作的目的是解答的關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)原理即可解答，題目難度中等．