Question

（15分）在實(shí)驗(yàn)室中某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)關(guān)于硫酸銅的制取和應(yīng)用，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：

（1）銅與濃硫酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

            

①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為              ；

    ②上圖裝置中導(dǎo)管B的作用你認(rèn)為可能是（寫出一種）                  。

（2）為符合綠色化學(xué)的要求，某同學(xué)進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：將銅粉在                   （填儀器名稱）中反復(fù)灼燒，使銅與空氣充分反應(yīng)生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)后溶液經(jīng)過            、            、過濾、洗滌、干燥，即可得到產(chǎn)品CuSO₄·5H₂O晶體，干燥需要控制溫度小于100℃，若溫度過高，則會(huì)導(dǎo)致              。

（3）將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發(fā)現(xiàn)在常溫下幾乎不反應(yīng)。向反應(yīng)液中加少量：FeSO₄作催化劑，即發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅。其反應(yīng)過程的第2步是：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，請(qǐng)寫出其第l步反應(yīng)的離子方程式                  。

（4）制取的CuSO₄溶液和“另一物質(zhì)”在40-50℃混合時(shí)生成了一種難溶物質(zhì)氫化亞銅（CuH）。將CuH溶解在稀鹽酸中時(shí)生成了一種氣體，這種氣體是                  ，經(jīng)收集測(cè)定生成的該氣體為標(biāo)況下11．2 L，則被還原的離子得電子的物質(zhì)的量是                  （已知Cu⁺在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)2Cu⁺=Cu²⁺+Cu）。

 

Answer 1

（1）①2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O  (2分)

②安全管；平衡氣壓；防倒吸；若連C的導(dǎo)氣管堵塞時(shí)防止裝置爆炸；拆除裝置前，從B管口向A中鼓氣使SO₂被全部吸收。(寫出一種即得分)     (2分)

（2）坩堝  蒸發(fā)濃縮（加熱蒸發(fā)）　冷卻結(jié)晶　CuSO₄·5H₂O失去部分結(jié)晶水（各1分，共4分）

（3）4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O (2分)

（4）H₂ (2分)　0.75 mol (3分)

解析:本題考查硫酸銅的制取及硫酸銅的性質(zhì)。（1）①銅與熱的濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，方程式為2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+SO₂↑+2H₂O②由于導(dǎo)管B與外界相通，故在試管中壓強(qiáng)過大時(shí)，可做安全管；平衡氣壓；防倒吸；若連C的導(dǎo)氣管堵塞時(shí)防止裝置爆炸；拆除裝置前，從B管口向A中鼓氣使SO₂被全部吸收。（2）灼燒物質(zhì)一般在坩堝中進(jìn)行，將銅粉全部轉(zhuǎn)化為CuO, 再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸銅和水，不會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，再將溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶可得到CuSO₄·5H₂O晶體。干燥需要控制溫度小于100℃，若溫度過高，則會(huì)導(dǎo)致CuSO₄·5H₂O失去部分結(jié)晶水。（3）從第二步反應(yīng)有Fe³⁺參加反應(yīng)可知，第一步反應(yīng)應(yīng)該是Fe²⁺被氧化，O₂被還原，則反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O（4）CuH中的氫為-1價(jià)，與鹽酸(HCl)中氫為+1價(jià)，反應(yīng)時(shí)生成H₂，反應(yīng)方程式為2CuH+2HCl=2CuCl₂+2H₂+Cu，則2H₂～3e^-，故收集標(biāo)況下的H₂11．2 L，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.5mol×3/2=0.75mol。