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_____。

（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若所得產品的產率偏高，其可能的原因為_____（填序號）。

a反應物未完全沉淀

b過濾時濾紙破損

cCu2（OH）2CO3未洗滌干凈

dCu2（OH）2CO3未完全烘干

④“沉淀”時若有少量3Cu（OH）22CuCO3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64.0g硫酸銅，一段時間后得到30.4gCuO和Cu2O的混合物，該混合物中CuO的質量為_____克。

Answer 1

【答案】 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 提高產品純度 Na2SO4 HCl和BaCl2溶液 堿式碳酸銅受熱分解為氧化銅 cd 偏大 16

【解析】

銅、氧氣和硫酸在加熱的條件下反應生成硫酸銅和水，水浴加熱受熱均勻，便于控制加熱溫度，反應前后元素的質量和種類不變，反應前后原子種類和個數不變。

（1）①銅、氧氣和硫酸在加熱的條件下反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為，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，還具有的優點是提高產品純度。

（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，故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 HCl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。
③a、反應物未完全沉淀，無影響，故a不正確；
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，故b不正確；
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，故c正確；
d、Cu2(OH)2CO3為完全烘干，所得產品的產率偏高，故d正確。故選cd。
④1個堿式碳酸銅分子中有2個銅原子，而1個3Cu（OH）22CuCO3分子中有5個銅原子，所以“沉淀”時若有少量5Cu（OH）22CuCO3生成，所以產品中銅元素的質量分數偏大。
（3）設該混合物中CuO的質量為x，則Cu2O的質量為30.4g-x，根據反應前后銅元素的質量相等有：，，故混合物中CuO的質量為16g。