Question

【題目】硫酸銅在紡織、印刷等行業有廣泛用途。

（1）工業上可用銅屑、空氣與稀硫酸在80℃條件下制備硫酸銅。

①如圖1是實驗室模擬工業制備硫酸銅的裝置，反應的化學方程式為 ，采用水浴加熱的優點是 ，多孔球泡的作用為 。

②工業生產時可用純氧代替空氣。這一措施能加快反應速率外，還具有的優點是 。

③實驗室用H2O2溶液和MnO2制備O2，反應的化學方程式為 ，在圖2中，應選用的發生裝置為 （填序號，下同），收集裝置為 。

（2）以CuSO4為原料制備堿式碳酸銅[Cu2（OH）2CO3]的過程如圖3：

①“沉淀”時的反應為：2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2 +CO2↑

②檢驗沉淀是否洗滌干凈選用的試劑是 （填化學式），烘干時產品中出現少量黑色物質，可能的原因為 。

③若所得產品的產率（產率=×100%）偏高，其可能的原因為 （填序號）。

a．反應物為完全沉淀

b．過濾時濾紙破損

c．Cu2（OH）2CO3未洗滌干凈

d．Cu2（OH）2CO3為完全烘干

④“沉淀”時若有少量3Cu（OH）22CuSO4生成，則產品中銅元素的質量分數 。（填“偏大”“不變”或“偏小”）

（3）T℃時加熱32.0g硫酸銅，一段時間后得到15.2gCuO和Cu2O的混合物，計算該混合物中CuO的質量（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】

（1）①2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O

溫度易控，受熱均勻

增大氣體與溶液的接觸面積，使反應充分進行

②排除其他氣體的干擾；

③2H2O22H2O+O2↑ A D

（2）①Na2SO4

②HNO3和BaCl2溶液 堿式碳酸銅受熱分解為氧化銅

③c

④不變

（3）0.7g

【解析】

試題分析：

（1）①銅、氧氣和硫酸在加熱的條件下反應生成硫酸銅和水，化學方程式為：2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。直接加熱溫度過高，反應溫度難以控制，水浴加熱，反應的溫度很好控制，受熱均勻，圖中多孔球泡的作用是：增大氣體與溶液的接觸面積，使反應充分進行。

②工業生產時可用純氧代替空氣。這一措施能加快反應速率外，還具有的優點是排除其他氣體的干擾；

③用雙氧水制氧氣應選用的制取裝置是固液常溫型，收集方法可以是排水法也可是向上排空氣法，反應的化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑。

（2）①反應前有2個銅原子、2個硫原子、15個氧原子、2個碳原子、4個鈉原子和2個氫原子，反應后2個銅原子、0個硫原子、7個氧原子、2個碳原子、0個鈉原子和2個氫原子，依據化學反應前后原子的種類和個數不變可知，2X中有4個鈉原子、2個硫原子、8個氧原子，所以X化學是為Na2SO4；

②故檢驗沉淀是否洗滌干凈，可檢驗硫酸根離子的存在，應選用試劑是 HNO3和BaCl2溶液；烘干時產品中出現少量黑色物質，可能的原因為堿式碳酸銅受熱分解為氧化銅；

③若所得產品的產率（產率=×100%）偏高，其可能的原因為：a、反應物為完全沉淀，無影響；b、過濾時濾紙破損，產品的實際質量減少，所得產品的產率降低；c、Cu2（OH）2CO3未洗滌干凈 產品的實際質量增大，所得產品的產率偏高；d、Cu2（OH）2CO3為完全烘干，無影響；

④“沉淀”時若有少量3Cu（OH）22CuSO4生成，則產品中銅元素的質量分數不變；

（3）反應前后銅元素的質量相等，

設該混合物中CuO的質量為x，則Cu2O的質量=15.2g﹣x

32g×=x×100%+（15.2g﹣x）××100%

x=0.7g。