(2012?潤(rùn)州區(qū)二模)在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜).某化學(xué)興趣小組提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4?XH2O).
查閱資料:(1)過氧化氫在常溫下會(huì)緩慢分解為氧氣和水.對(duì)其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2 )都會(huì)促進(jìn)其分解.
(2)CuSO4?XH2O可溶于水,在加熱時(shí)會(huì)生成CuSO4和H2O.
I、硫酸銅的制備
方案1:甲同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識(shí),提出了制備硫酸銅方案:
方案2:乙同學(xué)根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)寫出上述方案中的②處銅或銅的化合物有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式是:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(2)從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,你認(rèn)為方案
2
2
(填1或2)更合理.理由是:
耗能少或無(wú)污染
耗能少或無(wú)污染

(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的可能的原因?yàn)?!--BA-->
防止H2O2受熱分解
防止H2O2受熱分解

(4)若上述方案所用的稀硫酸是在實(shí)驗(yàn)室中由稀釋濃硫酸得到,在稀釋濃硫酸時(shí)的操作是:
將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨?/div>
將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨?/div>
并用玻璃棒不斷攪拌
并用玻璃棒不斷攪拌

(5)興趣小組同學(xué)一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體.晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是
減少硫酸銅晶體因溶于水而損失
減少硫酸銅晶體因溶于水而損失

II、硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測(cè)定學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)進(jìn)行熱分解,
獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系如圖.
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍(lán)色逐漸變?yōu)?!--BA-->
色,最終變?yōu)楹谏?br />(2)650℃以上時(shí),硫酸銅固體就會(huì)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
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2↑;
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2↑;

(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計(jì)算CuSO4?xH2O中x的值為
5
5
.(請(qǐng)寫出計(jì)算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出剩余固體的化學(xué)式:
Cu2O
Cu2O

Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍(lán)色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價(jià)為
+2
+2
.堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3?Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為
CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其殺菌機(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)
蛋白質(zhì)
(填一種有機(jī)物名稱).
分析:Ⅰ、(1)根據(jù)銅灼燒后變成氧化銅,氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,寫出方程式即可;(2)根據(jù)兩個(gè)方案的比較,看是否有污染或考慮產(chǎn)量問題;(3)根據(jù)過氧化氫受熱易分解考慮;(4)根據(jù)濃硫酸的稀釋方法考慮;(5)根據(jù)硫酸銅易溶于水考慮;Ⅱ、(1)根據(jù)硫酸銅的顏色考慮;(2)根據(jù)方程式的書寫方法考慮;(3)由圖示數(shù)據(jù)和“到t1℃時(shí)該固體完全失去結(jié)晶水”可知,結(jié)晶水的質(zhì)量為:12.50g-8.0g=4.5g,根據(jù)結(jié)晶水的質(zhì)量計(jì)算出硫酸銅晶體中結(jié)晶水的個(gè)數(shù);(4)根據(jù)氧化銅受熱分解成氧化亞銅考慮;Ⅲ、根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算出化合價(jià)考慮,根據(jù)題目中所提供的信息找出寫成鹽和堿的形式.
解答:解:Ⅰ、(1)銅灼燒后變成氧化銅,氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,所以方程式是:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;
(2)從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,甲方案第一步灼燒會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體,粉塵,煙霧,由此可知方案2更合理;
(3)H2O2受熱易分解,溫度應(yīng)該控制在50℃到60℃之間,防止H2O2受熱分解;
(4)稀釋濃硫酸的方法是:將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨校⒂貌AО舨粩鄶嚢瑁?br />(5)硫酸銅晶體易溶于水,用少量95%的酒精淋洗后晾干,為的是減少硫酸銅晶體因溶于水而損失.
Ⅱ、(1)硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)是藍(lán)色的,失去結(jié)晶水后變?yōu)榘咨牧蛩徙~;
(2)由650℃以上時(shí),硫酸銅固體就會(huì)發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,可知反應(yīng)物是硫酸銅,生成物是氧化銅、二氧化硫和氧氣,用觀察法配平,所以化學(xué)方程式:2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2↑;
(3)由圖示數(shù)據(jù)和“到t1℃時(shí)該固體完全失去結(jié)晶水”可知,結(jié)晶水的質(zhì)量為:12.50g-8.0g=4.5g
CuSO4?xH2O
  △  
.
 
CuSO4+xH2O↑.
160+18x               18x
12.50g                 4.5g
160+18x
18x
∴160+18x=50x,
∴x=
160
32
=5;
(4)4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,說明生成的氧化銅分解了,化學(xué)方程式為:4CuO
  △  
.
 
2Cu2O+O2↑所以固體是Cu2O;
Ⅲ、Cu4(OH)6SO4中OH化合價(jià)為-1,SO4的化合價(jià)為-2,根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,可得銅元素的化合價(jià)為+2;
Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為CuSO4?3Cu(OH)2;Cu2+是重金屬使蛋白質(zhì)失去活性,這說明病原菌的主體是蛋白質(zhì).
故答案為:Ⅰ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;(2)2; 耗能少或無(wú)污染等; (3)防止H2O2受熱分解;(4)將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨,并用玻璃棒不斷攪拌;?)減少硫酸銅晶體因溶于水而損失;Ⅱ(1)白;(2)2CuSO4═2CuO+2SO2↑+O2↑;(3)5;(4)Cu2O;Ⅲ+2;CuSO4?3Cu(OH)2;蛋白質(zhì).
點(diǎn)評(píng):該題為硫酸銅的知識(shí)為線索,考查了多方面的知識(shí),綜合性很強(qiáng),難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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NaCl
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