Question

【題目】硫酸銅晶體俗稱“膽礬”，在無(wú)機(jī)化工及生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。某課外研究小組的同學(xué)用粗銅粉(含有碳等雜質(zhì))設(shè)計(jì)了兩種制備膽礬的途徑，并測(cè)定了其中結(jié)晶水的含量。設(shè)計(jì)的流程如下：

(1)“較純銅”轉(zhuǎn)化為氧化銅時(shí)，應(yīng)將其置于________內(nèi)進(jìn)行灼燒(填寫儀器名稱)。“粗銅”表面的油脂可以用熱堿溶液洗去，原因是______________________。若灼燒“粗銅”，獲得的產(chǎn)物是混有少量銅的氧化銅，存在少量銅的可能原因是________。

a．灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原

b．該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化

c．氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅

d．灼燒不充分銅未被完全氧化

(2)通過(guò)途徑Ⅰ實(shí)現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟是：酸溶、加熱通氧氣、過(guò)濾、________、冷卻結(jié)晶、________、自然干燥。比較由粗制氧化銅制取膽礬的兩種途徑，途徑Ⅰ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①___________________________________。

②___________________________________。

(3)利用下圖裝置加熱無(wú)水硫酸銅粉末直至完全分解，A的試管中剩余黑色粉末，用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發(fā)現(xiàn)木條能復(fù)燃。反應(yīng)前后各裝置的質(zhì)量見(jiàn)圖下方的表格所示。

裝置	A(試管＋粉末)	B	C
反應(yīng)前	50.0 g	70.0 g	540.0 g
反應(yīng)后	45.0 g	74.5 g	540.0 g

請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，推斷該實(shí)驗(yàn)條件下硫酸銅分解的化學(xué)方程式：

__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)坩堝 油脂在堿性條件下發(fā)生水解而除去 ad

(2)蒸發(fā)濃縮 過(guò)濾洗滌 ①產(chǎn)生等量膽礬，途徑Ⅰ消耗硫酸少；②途徑Ⅰ不產(chǎn)生污染大氣的氣體

(3)4CuSO4 =4CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑

【解析】(1)進(jìn)行灼燒所需的溫度較高應(yīng)選擇坩堝，“粗銅”表面的油脂可以用熱堿溶液洗去，原因是油脂在堿性條件下發(fā)生水解而除去，若灼燒“粗銅”，獲得的產(chǎn)物是混有少量銅的氧化銅。存在少量銅的可能原因是a.灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原。d.灼燒不充分銅未被完全氧化。(2)過(guò)濾完后還要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮然后冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，最后再自然干燥。途徑Ⅰ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)照反應(yīng)轉(zhuǎn)化情況可知產(chǎn)生等量膽礬，途徑Ⅰ消耗硫酸少；②途徑Ⅰ不產(chǎn)生污染大氣的氣體。(3)加熱無(wú)水硫酸銅粉末直至完全分解，A的試管中剩余黑色粉末，用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發(fā)現(xiàn)木條能復(fù)燃，說(shuō)明有氧氣生成。由記錄的數(shù)據(jù)可得出生成酸性氣體質(zhì)量是4.5 g，生成氧氣是0.5 g，根據(jù)電子守恒，由生成氧氣0.5 g，失電子數(shù)×4。得電子可能是生成了二氧化硫，即生成二氧化硫的量為：×2，質(zhì)量為2 g，還有酸性氣體應(yīng)該是三氧化硫，質(zhì)量為2.5 g，物質(zhì)的量為2.5/80 mol，即物質(zhì)的量之比：二氧化硫∶三氧化硫∶氧氣＝2∶2∶1，根據(jù)原子守恒可知生成黑色固體為氧化銅，化學(xué)方程式為4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑。