Question

【題目】實驗室擬將適量濃硝酸分多次加入銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，通過蒸發、結晶得到硫酸銅晶體(裝置如圖1、2所示)。

(1)圖1燒瓶中隨著反應分進行，可能發生反應的離子方程式為①____________________；

②_______________________________________。

(2)圖2是圖1的改進裝置，其優點有：①_______________________________________；

②________________________________________________________________________。

(3)為符合綠色化學的要求，進行如下設計：

方案1：以空氣為氧化劑，將銅粉在儀器B中反復灼燒，使銅與空氣充分反應生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應。

方案2：將3.2g銅絲放入45mL1.5mol·L－1的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18g10%的H2O2溶液，反應0.5小時后，升溫到60℃，持續反應1小時后，過濾、蒸發、結晶、減壓抽濾后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得10.6gCuSO4·5H2O。請回答下列問題：

①方案1中儀器B的名稱是________________。

②方案2中生成CuSO4·5H2O的產率是________(保留三位有效數字)。

③上述兩種方案中，更符合綠色化學理念的是________(填“方案1” 或“方案2”)，理由是：該方案的優點是__________________________________________________；

另一方案的缺點是_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cu＋4H＋＋2NO==Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO==3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 防止倒吸 有害氣體能被完全吸收 坩堝 84.8% 方案2 方案2所得產品純度較高或說銅很難在空氣中完全被氧化 方案1需要灼燒，消耗能源多

【解析】（1）燒瓶中發生Cu與稀硝酸的氧化還原反應，首先發生反應：①Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，當反應進行到一定程度后溶液變稀，這時發生反應：②3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；(2)圖2是圖1的改進裝置，其優點有：①防止倒吸，②有害氣體能被完全吸收；（3）方案1中儀器B用于灼燒固體藥品，其名稱為坩堝；②方案2中生成CuSO4·5H2O的產率為： =84.8%；③上述兩種方案中，更符合綠色化學理念的是方案2，理由是：方案2所得產品純度較高或銅很難在空氣中完全被氧化；方案1需要灼燒，消耗能源多。