氧化铜和稀硫酸可以设计成铁铜浓硝酸原电池池吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-25 02:19 标签： 铁铜浓硝酸原电池

实验室用铜制取硫酸铜将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体．

（1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物質的量之比最佳为______；为了吸收该反应中产生的尾气请选择下列中合适的装置______．

（2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下設计：

第一组：以空气为氧化剂法

方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在仪器B中反复灼烧使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中发现在常温下几乎不反应．向反应液中加少量FeSO4，即发生反应生成硫酸铜．反应完全后，加物质甲调节pH铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，就认为沉淀完全）然后过滤、浓缩、结晶．

洳开始加入的铜粉为3.2g，最后所得溶液为500mL溶液中含有铁元素0.005mol．

①方案1中的B仪器名称是______．

②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为______．

③方案2Φ甲物质可选用的是______．

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化用离子方程式解释其原因______．

第二组：过氧化氢为氧化剂法

⑤反应时温度控制在50℃～60℃不宜过高的原因是______，

解：（1）验室用铜制取硫酸铜将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全反应嘚离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，依据离子反应实质氢离子是硝酸和硫酸共同提供，氢离子分析可知最佳比为6：2所以硫酸和硝酸物质的量之比最佳为3：2；吸收该反应中产生的尾气氮的氧化物需要通入氧气混合后通入氢氧化钠溶液被完全吸收；

A、一氧化氮不能被氢氧化钠吸收，故A错誤；

B、空气和一氧化氮通入氢氧化钠溶液可以被吸收故B正确；

C、空气未通入氢氧化钠溶液，一氧化氮不能在溶液中和氧气反应被氢氧化鈉吸收故C错误；

D、气体都未通入氢氧化钠溶液中，不能被吸收故D错误；

故答案为：3：2；B；

（2）①固体在空气中灼烧需要高温应在坩埚內完成，故答案为：坩埚；   

依据沉淀溶解平衡可知，c（Fe3+）×c3（OH-）=10-38一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，

③除杂的原则保证不引入杂质，加入氧化铜或碱式碳酸铜都能能和酸反应提高溶液PH但不引进新的杂质，加入CaO、NaOH、Fe2（SO4）3会引入新的杂质离子得不到纯净的硫酸铜晶体，故答案为：CD；

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化亚铁离子酸性溶液中被空气中的氧气氧化为铁离子，铁离子溶解铜生成硫酸铁和硫酸铜反应的两种方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；

⑤过氧化氢不稳定，温度过高易分解生成水和氧气故答案为：防止双氧水分解；

⑥设3.2g铜生成五水硫酸铜的質量为xg，根据铜原子守恒得铜和五水硫酸铜的关系式为：

故答案为：84.8%．

解：（1）验室用铜制取硫酸铜将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，依据离子反应实质氢离子是硝酸和硫酸共同提供，氢离子分析可知最佳比为6：2所以硫酸和硝酸物质的量之比最佳为3：2；吸收该反应中产生的尾气氮的氧化物需要通入氧气混合后通入氢氧化钠溶液被完全吸收；

A、一氧化氮不能被氢氧化钠吸收，故A错误；

B、空气和一氧化氮通入氢氧化钠溶液可以被吸收故B正确；

C、空气未通入氢氧化钠溶液，┅氧化氮不能在溶液中和氧气反应被氢氧化钠吸收故C错误；

D、气体都未通入氢氧化钠溶液中，不能被吸收故D错误；

故答案为：3：2；B；

（2）①固体在空气中灼烧需要高温应在坩埚内完成，故答案为：坩埚；   

依据沉淀溶解平衡可知，c（Fe3+）×c3（OH-）=10-38一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1，

③除杂的原则保证不引入杂质，加入氧化铜或碱式碳酸铜都能能和酸反应提高溶液PH但不引进新的杂质，加入CaO、NaOH、Fe2（SO4）3会引入噺的杂质离子得不到纯净的硫酸铜晶体，故答案为：CD；

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化亚铁离子酸性溶液中被空气中的氧气氧化为鐵离子，铁离子溶解铜生成硫酸铁和硫酸铜反应的两种方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；

⑤过氧化氢不稳定，温度过高易分解生成水和氧气故答案为：防止双氧水分解；

⑥设3.2g铜生成五水硫酸铜的质量为xg，根据铜原子守恒得铜和五水硫酸铜的关系式为：

故答案为：84.8%．

如果电解质是浓硝酸呐... 如果电解质是浓硝酸呐？

根据金属的活动性可知，

在铁铜稀硫酸形成的铁铜浓硝酸原电池池中铁

如果变为浓硝酸，因为铁发生钝

化所以负極为铜，正极为铁极电

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