Question

實驗室用鐵、氧化銅、稀硫酸為原料制取銅，某同學設計了兩個實驗方案：
方案一：Fe

H2SO4

H₂

CuO

Cu
方案二：CuO

H2SO4

CuSO₄

Fe

Cu
（1）寫出上述兩個方案每步轉化的化學方程式．
方案一

 

，

 

；
方案二

 

，

 

．
（2）兩個實驗方案中，最好的是

 

，理由是

 

．
（3）由以上兩個生成相同質量的銅，則鐵、氧化銅、稀硫酸三種原料中，消耗量相同的是

 

，理由是

 

．
（4）方案一應選用下圖中的（填序號）

 

裝置．對于這種方法制取的銅中可能含有的雜質可加

 

除去．

Answer 1

分析：（1）化學方程式的書寫要注意以下三點：①正確寫出反應物和生成物的化學式，②正確的配平化學方程式，③注明反應條件和生成物狀態(tài)．
（2）判斷一個實驗方案的好壞要從操作簡便，結果明顯，環(huán)保，節(jié)能等角度考慮．
（3）可以根據(jù)質量守恒定律來判斷反應前后某些物質的質量．
（4）選擇實驗裝置時要根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件．

解答：解：（1）方案一是用鐵和酸反應制取氫氣，再用氫氣還原氧化銅，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
方案二是用氧化銅與酸反應得到銅鹽溶液，再用鐵置換出銅，化學方程式為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄．
（2）方案二不需加熱，操作方便安全，且節(jié)省原料，所以比方案一要優(yōu)越．
（3）方案一中由于所用的氫氣要過量，所以要消耗的鐵和稀硫酸比方案二多，根據(jù)質量守恒定律，氧化銅中的銅元素全部生成了單質銅，且反應中氧化銅無損失．
（4）方案一要先制取氫氣，然后用氫氣還原熱的氧化銅，所以裝置應選擇BD，沒有完全反應的氧化銅可以稀硫酸除去．
故答案為：（1）方案一：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
方案二：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄．
（2）方案二，不需加熱，操作方便安全，且節(jié)省原料．
（3）氧化銅根據(jù)質量守恒定律，氧化銅中的銅元素全部生成了單質銅，且反應中氧化銅無損失．
（4）B，D，稀硫酸

點評：本題從化學方程式，實驗方案的評價，實驗裝置是選擇等方面進行考查，綜合性強，是一道很好的中考題．