硫酸銅是生產(chǎn)、生活中常見的物質(zhì),下面是某學(xué)習(xí)小組展開的探究實錄:
Ⅰ、硫酸銅的制備
(1)某學(xué)習(xí)小組同學(xué)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(fù)灼燒,使銅充分氧化成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制備硫酸銅,請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式________、________;
(2)通過查閱資料,同學(xué)們找到了一種工業(yè)制備硫酸銅晶體(CuSO4?xH2O)的流程,具體如下:將銅絲放到稀硫酸中,控溫在50℃.加入10%的H2O2,反應(yīng)0.5h后,升溫到60℃,持續(xù)反應(yīng)1h后,過濾、蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O.
①寫出該工藝流程生成CuSO4的化學(xué)方程式________;
②在上述生產(chǎn)過程中,控制溫度在50℃和60℃加熱的原因為________,
③上述生產(chǎn)流程的優(yōu)點(diǎn)有________(寫出一種即可);
④在過濾時,采用了右圖所示的裝置,你認(rèn)為這樣做的優(yōu)點(diǎn)是________;
Ⅱ、硫酸銅的應(yīng)用及相關(guān)實驗
(1)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為________,該化學(xué)式可以寫成鹽和堿的形式________,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).
(2)為驗證Al的化學(xué)性質(zhì)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(zhì) | 極少氣泡,附著極少紅色物質(zhì),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(diǎn) | 稍多氣泡,附著極少(多于5%)紅色物質(zhì),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(zhì),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(zhì),很快溶液變成無色,且溫度升高 |
認(rèn)真分析上表,回答下列問題:
①鋁和銅鹽溶液反應(yīng)速率與________、________和________有關(guān),同時說明銅鹽溶液中的Cl
-能________(填“加快”或“抑制”)反應(yīng)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________(填物質(zhì)名稱),以使實驗現(xiàn)象更為明顯;
②該反應(yīng)過程要________(填“吸熱”或“放熱”).經(jīng)檢驗,產(chǎn)生的氣體是一種能燃燒的單質(zhì),該氣體是________(填化學(xué)式);
Ⅲ、硫酸銅晶體(CuSO
4?xH
2O)中結(jié)晶水(xH
2O)含量的測定
在老師的指導(dǎo)下,學(xué)習(xí)小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO
4?xH
2O)進(jìn)行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量-溫度的關(guān)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(lán)色逐漸變?yōu)開_______色,最終變?yōu)楹谏?br/>(2)寫出固體質(zhì)量由10.7g變?yōu)?.9g時的化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù).(要求:根據(jù)x的值進(jìn)行計算,CuSO
4的相對分子質(zhì)量:160,H
2O的相對分子質(zhì)量:18)