Question

【題目】某課外興趣小組探究利用廢銅屑制取CuSO4溶液，設計了以下幾種實驗方案：
（1）方案一：以銅和濃硫酸反應制備硫酸銅溶液．方案二：將廢銅屑在空氣中灼燒后再投入稀硫酸．和方案一相比，方案二的優點是；
（2）方案二的實驗中，發現容器底部殘留少量紫紅色固體，再加入稀硫酸依然不溶解，該固體為 ．
（3）方案三的實驗流程如圖1所示：溶解過程中有氣體放出，該氣體是 ． 隨著反應的進行，生成氣體速度加快，推測可能的原因 ．

（4）設計實驗證明你的推測 ．
（5）方案四的實驗流程如圖2所示：為了得到較純凈的硫酸銅溶液，硫酸和硝酸的物質的量之比應為 ．

（6）對方案四進行補充完善，設計一個既能防止污染，又能實現物料循環的實驗方案（用流程圖表示）．

Answer 1

【答案】
（1）不產生污染空氣的SO2氣體，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少
（2）Cu
（3）O2；反應產生的Cu2+對H2O2分解有催化作用
（4）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，觀察產生氣泡的速率是否加快
（5）3：2
（6）
【解析】解：（1）、（2）方案一：第一個方案中放出的有毒氣體二氧化硫會造成對空氣的污染；第二個方案銅和氧氣加熱生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應產生硫酸銅和水，因此反應過程中沒有污染物，且原料的利用率高，方案二的實驗中，發現容器底部殘留少量紫紅色固體，為銅，不溶于稀硫酸；所以答案是：不產生污染空氣的SO2氣體，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少；Cu；
（3.）方案三的實驗流程如圖1中，雙氧水反應氧化還原反應生成O2；隨著反應的進行，生成氣體速度加快，可能是反應產生的Cu2+對H2O2分解有催化作用，所以答案是：O2；反應產生的Cu2+對H2O2分解有催化作用；
（4.）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果產生氣泡的速率加快，則證明Cu2+對H2O2分解有催化作用，否則，Cu2+對H2O2分解沒有催化作用；所以答案是：取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，觀察產生氣泡的速率是否加快；
（5.）根據離子方程式，3Cu+2NO3﹣+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，反應消耗2mol硝酸，生成3mol硫酸銅，故為了得到較純凈的硫酸銅溶液，硫酸和硝酸的物質的量之比應為3：2，所以答案是：3：2；
（6.）設計實驗方案時，為防止NO污染空氣，應通入空氣氧化NO為NO2 ， 用水吸收后，生成HNO3再循環利用。
所以答案是： ．