Question

19．如圖為有關(guān)制備CuSO₄的途徑及性質(zhì)，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：

（1）途徑①所用混酸中H₂SO₄與HNO₃物質(zhì)的量之比最好為3：2，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式Cu+2NO₃^-+8H⁺=Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）三種途徑能更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想的是②（填序號(hào)），寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式2Cu+O₂+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）若混合氣體X有兩種氣體，X可能是SO₂和SO₃嗎？否（填是或否），為什么：生成物就只有Cu₂O、SO₂和SO₃三種物質(zhì)，銅和硫元素化合價(jià)都降低，得到電子，而沒(méi)有元素失去電子不可能．
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得X有三種物質(zhì)組成，而且溫度不同氣體的物質(zhì)的量之比不同，寫(xiě)出一種可能的化學(xué)方程2CuSO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；1mol CuSO₄在1100℃分解所得混合氣體X中O₂可能為0.75mol嗎：不可能（填可能或不可能），為什么：若1mol CuSO₄分解生成0.75molO₂，則失電子為3mol，而1molCu得到1mol電子，1molS得到2mol電子都轉(zhuǎn)化為SO₂沒(méi)有SO₃生成．
（5）Y可能為一類(lèi)常見(jiàn)的有機(jī)物，以含碳原子最少的物質(zhì)為例寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：HCHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na₂CO₃+2Cu₂O+6H₂O．

Answer 1

分析 途徑①Cu與混酸反應(yīng)，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子反應(yīng)為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
途徑②Cu與氧氣、硫酸反應(yīng)，2H₂SO₄+O₂+2Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，其離子方程式為：2Cu+O₂+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
途徑③2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑++2H₂O；
硫酸銅高溫分解生成Cu₂O和混合氣體，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅，在加熱條件下氫氧化銅與含有醛基的物質(zhì)反應(yīng)生成Cu₂O，
（1）根據(jù)離子方程式中氫離子與硝酸根離子的物質(zhì)的量關(guān)系分析；
（2）根據(jù)以上分析沒(méi)有污染性氣體生成的符合綠色化學(xué)思想；
（3）硫酸銅分解生成Cu₂O與氧氣、SO₂、SO₃，依據(jù)電子守恒分析；
（4）X有三種物質(zhì)組成，根據(jù)元素守恒可知X為O₂、SO₂、SO₃，結(jié)合原子守恒和得失電子守恒書(shū)寫(xiě)方程式；由得失電子守恒分析；
（5）Y為含醛基的物質(zhì)，含碳原子最少的是甲醛，堿性條件下甲醛與氫氧化銅反應(yīng)生成碳酸鈉、氧化亞銅和水．

解答 解：途徑①Cu與混酸反應(yīng)，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子反應(yīng)為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
途徑②Cu與氧氣、硫酸反應(yīng)，2H₂SO₄+O₂+2Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，其離子方程式為：2Cu+O₂+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
途徑③2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑++2H₂O；
硫酸銅高溫分解生成Cu₂O和混合氣體，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅，在加熱條件下氫氧化銅與含有醛基的物質(zhì)反應(yīng)生成Cu₂O，
（1）Cu與混酸反應(yīng)，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子反應(yīng)為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，從方程式知，硝酸根離子由硝酸提供，氫離子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸為2mol時(shí)，硫酸為3mol，用混酸中H₂SO₄與HNO₃物質(zhì)的量之比最好為3：2；
故答案為：3：2；Cu+2NO₃^-+8H⁺=Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）途徑②的優(yōu)點(diǎn)：制取等質(zhì)量膽礬需要的硫酸少、沒(méi)有污染性氣體產(chǎn)生，更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想，故答案為：②；
（3）硫酸銅分解生成Cu₂O與氧氣、SO₃、SO₂，根據(jù)2CuSO₄═Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑知，X可能是O₂、SO₂和SO₃的混合氣體，若只是二氧化硫和三氧化硫，銅元素、氧元素化合價(jià)都降低，沒(méi)有元素化合價(jià)升高；
故答案為：否；生成物就只有Cu₂O、SO₂和SO₃三種物質(zhì)，銅和硫元素化合價(jià)都降低，得到電子，而沒(méi)有元素失去電子不可能；
（4）X有三種物質(zhì)組成，根據(jù)元素守恒可知X為O₂、SO₂、SO₃，則化學(xué)方程式：2CuSO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；若1mol CuSO₄分解生成0.75molO₂，則失去的電子為3mol，那么1molCu得到1mol電子，1molS得到2mol電子都轉(zhuǎn)化為SO₂就不可能有SO₃生成了；
故答案為：2CuSO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑；不可能；若1mol CuSO₄分解生成0.75molO₂，則失電子為3mol，而1molCu得到1mol電子，1molS得到2mol電子都轉(zhuǎn)化為SO₂沒(méi)有SO₃生成；
（5）Y為含醛基的物質(zhì)，含碳原子最少的是甲醛，堿性條件下甲醛與氫氧化銅反應(yīng)生成碳酸鈉、氧化亞銅和水，其反應(yīng)的方程式為HCHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na₂CO₃+2Cu₂O+6H₂O；
故答案為：HCHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na₂CO₃+2Cu₂O+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，解題的關(guān)鍵是掌握物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答，題目難度中等．