某课外活动小组用铜屑制取五水合硫酸铜晶体．已知硫酸铜和硝酸铜的溶解度数据如下表：T/℃020406080100硫酸铜/g14.820.528.539.653.673.0硝酸铜/g83.5125.0163.0182.0208.0247.0（1）课外活动小组设计的实

Question

某课外活动小组用铜屑制取五水合硫酸铜晶体．已知硫酸铜和硝酸铜的溶解度数据如下表：

T/℃	0	20	40	60	80	100
硫酸铜/g	14.8	20.5	28.5	39.6	53.6	73.0
硝酸铜/g	83.5	125.0	163.0	182.0	208.0	247.0

（1）课外活动小组设计的实验步骤如下：
①用灼烧法除去铜屑表面的有机物和油污．灼烧时需要使用到的仪器有______．
A．烧杯   B．酒精灯   C．泥三角    D．蒸发皿    E．坩埚    F．漏斗
②将灼烧后的固体置于烧杯中，向其中加入一定量的硫酸，将烧杯放置在通风橱中加热，并向其中分批加入适量浓硝酸，直至反应结束，滤去少量不溶物．发生反应的化学方程式为：______．
③将所得滤液用水浴加热蒸发浓缩，待看到______时，停止加热，冷却过滤得硫酸铜晶体．本操作采用水浴加热的原因______．
④除去硫酸铜晶体中含有的少量硝酸铜．可以用______法提纯硫酸铜晶体．
（2）该活动小组设计的制备硫酸铜晶体的实验方案，主要存在问题是消耗的酸多、产生的气体污染空气．请你重新设计一种经济、环保的实验方案：______．

Answer 1

（1）①用坩埚加热固体时应将坩埚放在泥三角上加热，用酒精灯进行加热，故答案为：BCE；   
②灼烧后的固体主要为铜，加入一定量的硫酸，不发生反应，当向其中分批加入适量浓硝酸时，溶液中有H⁺和NO₃^-，这时铜和H⁺和NO₃^-进行反应，直至铜反应结束，故反应方程式为：Cu+2HNO₃+H₂SO₄═CuSO₄+2NO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+2HNO₃+H₂SO₄═CuSO₄+2NO₂↑+2H₂O；
③等晶膜出现时为饱和溶液，停止加热，冷却结晶能析出晶体，水浴加热能保持温度恒定，防止CuSO₄•5H₂O晶体分解，
故答案为：溶液表面有晶膜出现；控制温度，防止CuSO₄•5H₂O分解；
④因CuSO₄•5H₂O含有杂质Cu（NO₃）₂•xH₂O，但Cu（NO₃）₂•xH₂O溶解度随温度变化不大，故可用重结晶法提纯，故答案：重结晶；
（2）从安全、节约、环保等方面来设计，将铜屑在空气中灼烧氧化为CuO，再将CuO与硫酸反应，最后将所得溶液蒸发、结晶得CuSO₄•5H₂O，这样既没有产生污染气体，而且原料的利用率也高；故答案为：将铜屑在空气中灼烧氧化为CuO，再将CuO与硫酸反应，最后将所得溶液蒸发、结晶得CuSO₄•5H₂O．