試題分析:I 、(1)在方案1中,由于加熱可增加反應(yīng)物分子的運(yùn)動速率,攪拌會使反應(yīng)物混合更均勻,故可增加反應(yīng)物相互接觸的機(jī)會,因此加熱攪拌的作用是加快反應(yīng)速率;根據(jù)題意分析,形成藍(lán)色溶液的現(xiàn)象的反應(yīng)是氧化銅與硫酸反應(yīng),生成硫酸銅和水,故化學(xué)反應(yīng)的方程式是CuO+H
2SO
4=CuSO
4+H
2O。
(2)根據(jù)資料可知,“對過氧化氫的水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO
2)都會促進(jìn)其分解”,故在方案2中,加入H
2O
2后要求溫度控制在50℃到60℃,是為了防止其受熱分解。
(3)從環(huán)保的角度分析可知,由于甲方案的第一步是灼燒,會產(chǎn)生一些污染空氣的氣體,粉塵,煙霧等,即會污染空氣,由此可知方案2更合理。
(4)根據(jù)圖示,結(jié)合已有的部分操作步驟分析,因?yàn)檫^濾后的濾液要進(jìn)行冷卻結(jié)晶,故需先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮A,這樣才好對其冷卻結(jié)晶;又由于最終要得到的是硫酸銅晶體,故結(jié)晶后還需過濾D、洗滌和干燥等。
(5)根據(jù)圖示,溶液M、N都是析出硫酸銅晶體后的溶液,即均不能繼續(xù)溶解硫酸銅,故均屬于硫酸銅的飽和溶液;向硫酸銅的飽和溶液中加入無水CuSO
4,由于硫酸銅粉末能與水化合,故飽和溶液中的溶劑會減少了,則會有相應(yīng)的溶質(zhì)的析出。
(6)根據(jù)資料可知,CuSO
4·XH
2O易溶于水難溶于酒精,故可用少量95%的酒精洗滌硫酸銅晶體,這樣可減少硫酸銅晶體因溶于水而有部分損失。故選B
II、(7)根據(jù)資料,CuSO
4·XH
2O加熱時會逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO
4,結(jié)合題意,“258℃時,固體完全變成白色粉末”,說明此時硫酸銅晶體(CuSO
4·xH
2O)已完全分解生成硫酸銅和水,則該反應(yīng)可表示CuSO
4?xH
2O
△CuSO
4+xH
2O;再結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,258℃時,剩余固體質(zhì)量為8g,則根據(jù)膽礬晶體受熱分解的化學(xué)方程式和膽礬與硫酸銅的質(zhì)量,以及它們之間的固定質(zhì)量比,就可計算出膽礬晶體中x的值。
CuSO
4?xH
2O
△CuSO
4+xH
2O
160+18x 160
12.50g 8g
(160+18x):160=12.50g:8g
解得,x=5
(8)根據(jù)題意,加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水,故可將反應(yīng)表示為CuSO
4?5H
2O
△CuSO
4?mH
2O+(5-m)H
2O;結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,45℃時,剩余固體質(zhì)量為11.6g,則根據(jù)反應(yīng)的方程式和兩固體的質(zhì)量、以及質(zhì)量比,可計算出其中m的值。
CuSO
4?5H
2O
△CuSO
4?mH
2O+(5-m)H
2O
250 160+18m
12.5g 11.6g
250:(160+18m)= 12.5g:11.6g
解得,m=4,
即此時所得晶體為CuSO
4?4H
2O;
同理,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)110℃時,剩余固體質(zhì)量為8.9g,同樣可計算出所得晶體中所含結(jié)晶水的量,可設(shè)所得晶體為CuSO
4?nH
2O,則有
CuSO
4?5H
2O
△CuSO
4?nH
2O+(5-n)H
2O
250 160+18n
12.5g 8.9g
250:(160+18n)= 12.5g:8.9g
解得,n=1,
即此時所得晶體為CuSO
4?H
2O,
故45℃到110℃時反應(yīng)的方程式為CuSO
4?4H
2O
△CuSO
4?H
2O+3H
2O。
(9) 根據(jù)題意,580℃以上時,硫酸銅粉末就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,根據(jù)質(zhì)量守恒定律中的元素守恒可知,該金屬氧化物應(yīng)是氧化銅,故此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CuSO
4 2CuO+2SO
2↑+O
2↑。
點(diǎn)評:本題難度較大,考查了多方面的知識,并側(cè)重考查了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力,關(guān)于根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,解題的關(guān)鍵是要抓住“加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水”這句話,然后根據(jù)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式,并依據(jù)已知量對未知的應(yīng)求量進(jìn)行求解計算即可。