Question

某電纜廠計劃用生產(chǎn)電纜的剩余銅屑生產(chǎn)CuSO₄．同學(xué)們想出了以下三種辦法：
①銅屑直接加入稀硫酸中；
②銅屑加入濃硫酸中加熱，反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
③銅屑加入稀硫酸中并通入空氣加熱，反應(yīng)方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O
（1）將銅屑在空氣中加熱，現(xiàn)象為

 

；化學(xué)方程式為

 

．
（2）通過化學(xué)學(xué)習(xí)，小剛認(rèn)為上述三種方法中第 ①種方法不用考慮，他的理由是

 

．小紅認(rèn)為第 ②種方法也不考慮，她的理由是

 

．
（3）小明選用第③種方法進行計算，求：生產(chǎn)20t CuSO₄所需Cu的質(zhì)量．

Answer 1

考點：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,金屬的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)銅與氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象和化學(xué)方程式，進行回答；
（2）評價實驗方案要從反應(yīng)的可操作性，生成物的性質(zhì)，環(huán)保節(jié)能等方面分析．方案①中因銅的活動性在氫后不會與稀硫酸反應(yīng)，方案②由于濃硫酸與銅直接反應(yīng)時會生成有毒的二氧化硫，只有③方案環(huán)保并且使用的硫酸量較小，非常合理．
（3）根據(jù)化學(xué)方程式，進行計算．

解答：解：
（1）將銅屑在空氣中加熱，現(xiàn)象為紅色固體變?yōu)楹谏�；化學(xué)方程式為 2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（2）方案①該過程無法完成，因為銅的活動性在氫后不會與稀硫酸反應(yīng)；
方案②中放出的有毒氣體二氧化硫會造成對空氣的污染，因此，從保護環(huán)境的角度來看，不夠合理；
方案③根據(jù)生成硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式可以看到，生成相同物質(zhì)的量的硫酸銅，消耗硫酸的物質(zhì)的量，因此從節(jié)約原料的角度來看，較合理，
（3）設(shè)生產(chǎn)20tCuSO₄所需Cu的質(zhì)量為x，
2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O
128             320
x                20t
則

128

x

=

320

20t

，解得x=8t．
故答案為：
（1）紅色固體變?yōu)楹谏��?2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（2）銅的活動性在氫后不會與稀硫酸反應(yīng)． 放出的有毒氣體二氧化硫會造成對空氣的污染．
（3）8t．

點評：本題既考查了物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)方程式的書寫，還對反應(yīng)的化學(xué)方程式所反映出的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系進行“隱性”考查，是一道綜合性較強的方案設(shè)計題．