在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜).某化學(xué)興趣小組提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4?XH2O).
查閱資料:(1)過氧化氫在常溫下會(huì)緩慢分解為氧氣和水.對(duì)其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2 )都會(huì)促進(jìn)其分解.
(2)CuSO4?XH2O可溶于水,在加熱時(shí)會(huì)生成CuSO4和H2O.
I、硫酸銅的制備
方案1:甲同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識(shí),提出了制備硫酸銅方案:
方案2:乙同學(xué)根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)寫出上述方案中的②處銅或銅的化合物有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式是:______.
(2)從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,你認(rèn)為方案______(填1或2)更合理.理由是:______.
(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的可能的原因?yàn)開_____.
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在實(shí)驗(yàn)室中由稀釋濃硫酸得到,在稀釋濃硫酸時(shí)的操作是:______
______.
(5)興趣小組同學(xué)一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體.晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點(diǎn)是______.
II、硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測(cè)定學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)進(jìn)行熱分解,
獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系如圖.
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍(lán)色逐漸變?yōu)開_____色,最終變?yōu)楹谏?br/>(2)650℃以上時(shí),硫酸銅固體就會(huì)發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為______;
(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計(jì)算CuSO4?xH2O中x的值為______.(請(qǐng)寫出計(jì)算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出剩余固體的化學(xué)式:______.
Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍(lán)色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價(jià)為______.堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3?Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為______,其殺菌機(jī)理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是______(填一種有機(jī)物名稱).

解:Ⅰ、(1)銅灼燒后變成氧化銅,氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,所以方程式是:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;
(2)從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,甲方案第一步灼燒會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體,粉塵,煙霧,由此可知方案2更合理;
(3)H2O2受熱易分解,溫度應(yīng)該控制在50℃到60℃之間,防止H2O2受熱分解;
(4)稀釋濃硫酸的方法是:將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨,并用玻璃棒不斷攪拌?br/>(5)硫酸銅晶體易溶于水,用少量95%的酒精淋洗后晾干,為的是減少硫酸銅晶體因溶于水而損失.
Ⅱ、(1)硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)是藍(lán)色的,失去結(jié)晶水后變?yōu)榘咨牧蛩徙~;
(2)由650℃以上時(shí),硫酸銅固體就會(huì)發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,可知反應(yīng)物是硫酸銅,生成物是氧化銅、二氧化硫和氧氣,用觀察法配平,所以化學(xué)方程式:2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑;
(3)由圖示數(shù)據(jù)和“到t1℃時(shí)該固體完全失去結(jié)晶水”可知,結(jié)晶水的質(zhì)量為:12.50g-8.0g=4.5g
CuSO4?xH2O CuSO4+xH2O↑.
160+18x 18x
12.50g 4.5g
∴160+18x=50x,
∴x==5;
(4)4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,說明生成的氧化銅分解了,化學(xué)方程式為:4CuO2Cu2O+O2↑所以固體是Cu2O;
Ⅲ、Cu4(OH)6SO4中OH化合價(jià)為-1,SO4的化合價(jià)為-2,根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,可得銅元素的化合價(jià)為+2;
Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為CuSO4?3Cu(OH)2;Cu2+是重金屬使蛋白質(zhì)失去活性,這說明病原菌的主體是蛋白質(zhì).
故答案為:Ⅰ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;(2)2; 耗能少或無污染等; (3)防止H2O2受熱分解;(4)將濃硫酸沿?zé)诰従彽谷胨,并用玻璃棒不斷攪拌;?)減少硫酸銅晶體因溶于水而損失;Ⅱ(1)白;(2)2CuSO4═2CuO+2SO2↑+O2↑;(3)5;(4)Cu2O;Ⅲ+2;CuSO4?3Cu(OH)2;蛋白質(zhì).
分析:Ⅰ、(1)根據(jù)銅灼燒后變成氧化銅,氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,寫出方程式即可;(2)根據(jù)兩個(gè)方案的比較,看是否有污染或考慮產(chǎn)量問題;(3)根據(jù)過氧化氫受熱易分解考慮;(4)根據(jù)濃硫酸的稀釋方法考慮;(5)根據(jù)硫酸銅易溶于水考慮;Ⅱ、(1)根據(jù)硫酸銅的顏色考慮;(2)根據(jù)方程式的書寫方法考慮;(3)由圖示數(shù)據(jù)和“到t1℃時(shí)該固體完全失去結(jié)晶水”可知,結(jié)晶水的質(zhì)量為:12.50g-8.0g=4.5g,根據(jù)結(jié)晶水的質(zhì)量計(jì)算出硫酸銅晶體中結(jié)晶水的個(gè)數(shù);(4)根據(jù)氧化銅受熱分解成氧化亞銅考慮;Ⅲ、根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算出化合價(jià)考慮,根據(jù)題目中所提供的信息找出寫成鹽和堿的形式.
點(diǎn)評(píng):該題為硫酸銅的知識(shí)為線索,考查了多方面的知識(shí),綜合性很強(qiáng),難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜).
下面是某化學(xué)興趣小組處理回收含銅廢料的主要步驟.
回答下列問題:
(1)溶液A中溶質(zhì)的化學(xué)式是
FeSO4
FeSO4
;
(2)步驟④的操作方法是
過濾
過濾
;
(3)某同學(xué)在查閱資料后得知:在通入空氣并加熱的條件下,銅可與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)
(化學(xué)方程式為:2Cu+2H2SO4+O2 
  △  
.
 
 2CuSO4+2H2O),該方案明顯優(yōu)于原方案,你認(rèn)為優(yōu)點(diǎn)是
不產(chǎn)生污染空氣的氣體和粉塵
不產(chǎn)生污染空氣的氣體和粉塵

(4)方案最后一步所得淺綠色濾液結(jié)晶后,會(huì)得到硫酸亞鐵晶體,可增加經(jīng)濟(jì)效益.請(qǐng)寫出使“綠礬(硫酸亞鐵晶體)”結(jié)晶的可能方法:
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
   (“綠礬(硫酸亞鐵晶體)”溶解度隨溫度升高而增大)

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料(廢料中電纜皮和其它雜質(zhì)不參與化學(xué)反應(yīng)也不溶于水).某化學(xué)興趣小組的同學(xué)得知這一情況后,想回收利用含銅廢料,根據(jù)工業(yè)制備硫酸銅的流程做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將廢料粉碎的目的是
增大反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)充分
增大反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)充分
;過濾操作中玻璃棒的作用:
引流
引流

(2)濾液中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?順義區(qū)二模)在電纜生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料.據(jù)報(bào)道,在通入空氣并加熱的條件下,銅與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅.反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Cu+2H2SO4+O2 
  △  
.
 
 2CuSO4+2H2O取一定量溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸(其中含溶質(zhì)49g),與銅恰好完全反應(yīng),假設(shè)其他雜質(zhì)不反應(yīng)也不溶解,則反應(yīng)后硫酸銅溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?房山區(qū)一模)在電纜生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料.據(jù)報(bào)道,在通入空氣并加熱的條件下,銅與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Cu+2H2SO4+O2 
  △  
.
 
 2CuSO4+2H2O.若用一定量溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸恰好處理2000g含銅3.2%的廢料(假設(shè)其他雜質(zhì)不和硫酸反應(yīng)且不溶于水),求反應(yīng)后所得硫酸銅溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

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科目:初中化學(xué) 來源:2013年北京市順義區(qū)中考二;瘜W(xué)試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

在電纜生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料。據(jù)報(bào)道,在通入空氣并加熱的條件下,銅與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅。反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Cu + 2H2SO4 + O2  2CuSO4 + 2H2O取一定量溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸(其中含溶質(zhì)49 g),與銅恰好完全反應(yīng),假設(shè)其他雜質(zhì)不反應(yīng)也不溶解,則反應(yīng)后硫酸銅溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

 

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