硫酸銅是生產、生活中常見的物質,下面是某學習小組展開的探究實錄:
Ⅰ、硫酸銅的制備
(1)某學習小組同學利用銅屑、稀硫酸為原料制備硫酸銅.其原理是在高溫條件下將銅粉反復灼燒,使銅充分氧化成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應制備硫酸銅,請寫出相應的化學方程式
、
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
;
(2)通過查閱資料,同學們找到了一種工業(yè)制備硫酸銅晶體(CuSO
4?xH
2O)的流程,具體如下:將銅絲放到稀硫酸中,控溫在50℃.加入10%的H
2O
2,反應0.5h后,升溫到60℃,持續(xù)反應1h后,過濾、蒸發(fā)、降溫結晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO
4?5H
2O.
①寫出該工藝流程生成CuSO
4的化學方程式
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
;
②在上述生產過程中,控制溫度在50℃和60℃加熱的原因為
防止H2O2受熱分解
防止H2O2受熱分解
,
③上述生產流程的優(yōu)點有
耗能少
耗能少
(寫出一種即可);
④在過濾時,采用了右圖所示的裝置,你認為這樣做的優(yōu)點是
加快過濾的速度
加快過濾的速度
;
Ⅱ、硫酸銅的應用及相關實驗
(1)波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu
4(OH)
6SO
4,其中銅元素的化合價為
+2價
+2價
,該化學式可以寫成鹽和堿的形式
CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其殺菌機理可看作是Cu
2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是
蛋白質
蛋白質
(填一種有機物名稱).
(2)為驗證Al的化學性質比銅活潑,小怡做了以下實驗,現(xiàn)象如下表:
|
Al片(未打磨) |
Al片(打磨) |
CuSO4溶液 (5%,5mL) |
無變化,數(shù)小時后鋁片上附有極少氣泡,幾乎無紅色物質 |
極少氣泡,附著極少紅色物質,持續(xù)較長時間 |
CuSO4溶液 (10%,5mL) |
無變化,數(shù)小時后鋁片附有稍多氣泡,僅有極少紅色斑點 |
稍多氣泡,附著極少(多于5%)紅色物質,持續(xù)較長時間 |
CuCl2溶液 (5%,5mL) |
多量氣泡,迅速出現(xiàn)紅色物質,很快溶液變成無色,且溫度升高 |
更多量氣泡,迅速出現(xiàn)紅色物質,很快溶液變成無色,且溫度升高 |
認真分析上表,回答下列問題:
①鋁和銅鹽溶液反應速率與
鋁片是否打磨
鋁片是否打磨
、
硫酸銅溶液的濃度
硫酸銅溶液的濃度
和
不同的銅鹽
不同的銅鹽
有關,同時說明銅鹽溶液中的Cl
-能
加快
加快
(填“加快”或“抑制”)反應速率,若實驗室沒有CuCl
2溶液,則可以在CuSO
4溶液中加入少許
鹽酸
鹽酸
(填物質名稱),以使實驗現(xiàn)象更為明顯;
②該反應過程要
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”).經檢驗,產生的氣體是一種能燃燒的單質,該氣體是
H2
H2
(填化學式);
Ⅲ、硫酸銅晶體(CuSO
4?xH
2O)中結晶水(xH
2O)含量的測定
在老師的指導下,學習小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO
4?xH
2O)進行熱分解,獲得相關數(shù)據(jù),并繪制成固體質量-溫度的關系如下圖.
(1)在加熱過程中,隨著水分的蒸發(fā),固體顏色將由藍色逐漸變?yōu)?!--BA-->
白
白
色,最終變?yōu)楹谏?BR>(2)寫出固體質量由10.7g變?yōu)?.9g時的化學方程式
;
(3)650℃以上時,硫酸銅固體就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應的化學方程式為
;
(4)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO
4?xH
2O中的CuSO
4的質量分數(shù).(要求:根據(jù)x的值進行計算,CuSO
4的相對分子質量:160,H
2O的相對分子質量:18)