Question

硫酸銅是一種重要的化工原料，工業(yè)上常用硫酸為原料來制備硫酸銅．
（1）工業(yè)上生產(chǎn)硫酸過程中，焙燒硫鐵礦時產(chǎn)生的廢渣是一種二次資源．為了從廢渣中磁選獲得品位合格的鐵精礦，高溫下利用CO使弱磁性Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為強磁性Fe₃O₄．寫出該反應(yīng)的化學方程式

 

；
實驗發(fā)現(xiàn)：CO太多或太少都會導致磁鐵礦產(chǎn)率降低，原因是

 

．
（2）測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的實驗步驟為：
步驟1：準確稱量一個潔凈、干燥的坩堝；
步驟2：將一定量的硫酸銅晶體試樣研細后，放入坩堝中稱重；
步驟3：將盛有試樣的坩堝加熱，待晶體變成白色粉末時，停止加熱；
步驟4：將步驟3中的坩堝放入干燥器，冷卻至室溫后，稱重；
步驟5：

 

；
步驟6：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算硫酸銅晶體試樣中結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)．
請完成實驗步驟5．
（3）已知硫酸銅晶體受熱可以逐步失去結(jié)晶水，溫度升高還可以分解生成銅的氧化物．取25.0g CuSO₄?5H₂O 晶體均勻受熱，緩慢升溫至1 200℃并恒溫1小時，實驗測得固體殘留率（

剩余固體的質(zhì)量

原始固體質(zhì)量

×100%）與溫度的關(guān)系如圖所示：

在110℃時所得固體的成分為

 

；
在1 200℃并恒溫1小時，反應(yīng)所得氣態(tài)產(chǎn)物除去水后，物質(zhì)的量為

 

．（填字母）
A．0mol  B．0.1mol  C．0.125mol  D．大于0.125mol．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)高溫下利用CO使弱磁性Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為強磁性Fe₃O₄，利用質(zhì)量守恒確定產(chǎn)物并配平；CO太多導致Fe₃O₄還原為鐵，CO太少，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化成Fe₃O₄的轉(zhuǎn)化率不高；
（2）根據(jù)直至兩次稱量質(zhì)量差不超過0.1g確定完全失水；
（3）由圖示數(shù)據(jù)可知，失去水的質(zhì)量為：25.0g×14.4%=3.6g，根據(jù)關(guān)系式：CuSO₄?5H₂O～CuSO₄?XH₂O利用差量法求出X，從而得出化學式；根據(jù)題目信息硫酸銅分解生成銅的氧化物，根據(jù)化合價升降可知產(chǎn)物還有SO₂、O₂，分解方程式：2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑，然后計算．

解答：解：（1）CO使弱磁性Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為強磁性Fe₃O₄和CO₂，方程式為：3Fe₂O₃+CO

高溫  .

2Fe₃O₄+CO₂；CO太多導致Fe₃O₄還原為鐵，CO太少，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化成Fe₃O₄的轉(zhuǎn)化率不高，所以CO太多或太少都會導致磁鐵礦產(chǎn)率降低，
故答案為：3Fe₂O₃+CO

高溫  .

2Fe₃O₄+CO₂；CO太多導致Fe₃O₄還原為鐵，CO太少，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化成Fe₃O₄的轉(zhuǎn)化率不高；
（2）將步驟4中的坩堝再加熱一定時間，放入干燥器中冷卻至室溫后，稱重，重復本操作，直至兩次稱量質(zhì)量差不超過0.1g，
故答案為：將步驟4中的坩堝再加熱一定時間，放入干燥器中冷卻至室溫后，稱重，重復本操作，直至兩次稱量質(zhì)量差不超過0.1g；
（3）CuSO₄?5H₂O～CuSO₄?XH₂O△m
        250                18（5-x）
       25.0g                3.6g
則

250

25.0g

=

18(5-x)

3.6g

，
解得：X=3，所以在110℃時所得固體的成分為CuSO₄?3H₂O；
25.0g CuSO₄?5H₂O的物質(zhì)的量為：

25.0g

250g/mol

，則 CuSO₄的物質(zhì)的量為0.1mol；
 2CuSO₄

△   .

2CuO+2SO₂↑+O₂↑
 0.1mol       0.1mol 0.05mol 
反應(yīng)所得氣態(tài)產(chǎn)物除去水后，物質(zhì)的量為0.15mol，
故答案為：CuSO₄?3H₂O；D．

點評：本題主要考查了硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定、硫酸銅晶體分解產(chǎn)物的確定，注意差量法的使用和化學計算，難度中等．