Question

硫酸銅是生產(chǎn)、生活中常見的物質(zhì)，下面是某學(xué)習(xí)小組展開的探究實(shí)錄：
Ⅰ、硫酸銅的制備
（1）某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用銅屑、稀硫酸為原料制備硫酸銅．其原理是在高溫條件下將銅粉反復(fù)灼燒，使銅充分氧化成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制備硫酸銅，請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式______ 2CuO

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）根據(jù)銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅以及氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)銅和過氧化氫以及硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水、從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進(jìn)行比較進(jìn)行解答；
Ⅱ（1）根據(jù)化合物中各元素的代數(shù)和為0以及重金屬鹽能使蛋白質(zhì)變性進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)鋁和銅鹽溶液反應(yīng)速率與鋁片是否打磨、硫酸銅溶液的濃度以及不同的銅鹽有關(guān)進(jìn)行解答；
Ⅲ根據(jù)硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）是藍(lán)色的，失去結(jié)晶水后變?yōu)榘咨�，然后設(shè)計(jì)提取的有關(guān)問題；最后考查學(xué)生的計(jì)算能力．
解答：解：Ⅰ（1）銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，化學(xué)方程式分別為2Cu+O₂ 2CuO、CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（2）①銅和過氧化氫以及硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，化學(xué)方程式為Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
②H₂O₂受熱易分解，溫度應(yīng)該控制在50℃到60℃之間；
③從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進(jìn)行比較，方案一第一步灼燒會產(chǎn)生污染空氣的氣體，粉塵，煙霧，由此可知方案2更合理；
④在過濾時，采用了右圖所示的裝置，你認(rèn)為這樣做的優(yōu)點(diǎn)是加快過濾的速度；
Ⅱ（1）由化合物中各元素的代數(shù)和為0以及氫氧根的化合價(jià)為-1價(jià)，硫酸根的化合價(jià)為-2價(jià)可知Cu₄（OH）₆SO₄，其中銅元素的化合價(jià)為+2價(jià)；該化學(xué)式可以寫成鹽和堿的形式：CuSO₄?3Cu（OH）₂；重金屬鹽能使蛋白質(zhì)變性，所以殺菌機(jī)理可看作是Cu²⁺使病原菌失去活性，這說明病原菌的主體是蛋白質(zhì)；
（2）①鋁和銅鹽溶液反應(yīng)速率與鋁片是否打磨、硫酸銅溶液的濃度以及不同的銅鹽有關(guān)；同時說明銅鹽溶液中的Cl^-能加快反應(yīng)速率，若實(shí)驗(yàn)室沒有CuCl₂溶液，則可以在CuSO₄溶液中加入少許鹽酸；
②該反應(yīng)過程要放熱；經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)生的氣體是一種能燃燒的單質(zhì)，該氣體是氫氣，化學(xué)式為H₂；
Ⅲ（1）硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）是藍(lán)色的，失去結(jié)晶水后變?yōu)榘咨��?br />（2）硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）是藍(lán)色的，失去結(jié)晶水后生成硫酸銅和水，化學(xué)方程式CuSO₄?xH₂O CuSO₄+xH₂O↑；
（3）650℃以上時，硫酸銅固體就會發(fā)生分解，生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO₄2CuO+2SO₂↑+O₂↑；
（4）由圖示數(shù)據(jù)和“到650℃時該固體完全失去結(jié)晶水”可知，結(jié)晶水的質(zhì)量為：12.5g-8g=4.5g
CuSO₄?xH₂O CuSO₄+xH₂O↑．
160+18x               18x
12.5g                 4.5g

x=5
CuSO₄?5H₂O中的CuSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=64%
答：CuSO₄?xH₂O中的CuSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%．
故答案為：Ⅰ（1）2Cu+O₂ 2CuO；CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；（2）①Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；②防止H₂O₂受熱分解；③耗能少；④加快過濾的速度；
Ⅱ（1）+2價(jià)；CuSO₄?3Cu（OH）₂；蛋白質(zhì)；（2）①鋁片是否打磨；硫酸銅溶液的濃度；不同的銅鹽；加快；鹽酸；②放熱；H₂；
Ⅲ（1）白；（2）CuSO₄?xH₂O CuSO₄+xH₂O↑；（3）2CuSO₄2CuO+2SO₂↑+O₂↑；（4）64%．
點(diǎn)評：該題為硫酸銅的知識為線索，考查了多方面的知識，難度較大．