Question

（1）現(xiàn)有廢銅屑和廢硫酸，請從原料的利用率和環(huán)保的角度分析，設(shè)計(jì)一個(gè)制取膽礬（CuSO₄?5H₂O）的合理方案．（只用化學(xué)方程式說明）
第一步：

 

；
第二步：

 

；
第三步：過濾，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶

 

．
（2）有人建議用銅和稀硫酸混合在加熱的條件下不斷通入空氣以制得硫酸銅溶液，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（3）某課外研究小組，用銅粉通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬．其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為：

①銅粉經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，判斷其中含有少量銅的方法是

 

．
②由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑I相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)理論正確、操作簡單可行、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、綠色環(huán)保等．
從原料的利用率和環(huán)保的角度分析，設(shè)計(jì)制取膽礬（CuSO₄?5H₂O）的方案應(yīng)：銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，再由氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，最后過濾，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶可得CuSO₄?5H₂O．
（2）銅和稀硫酸混合在加熱的條件下不斷通入空氣，反應(yīng)生成硫酸銅與水；
（3）①根據(jù)銅不能夠與酸反應(yīng)置換氫氣，可以利用稀鹽酸檢驗(yàn)氧化銅中是否含有單質(zhì)銅；
②途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體．

解答： 解：（1）以廢銅屑和廢硫酸為原料，從原料的利用率和環(huán)保的角度分析，設(shè)計(jì)制取膽礬（CuSO₄?5H₂O）的方案應(yīng)：銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，再由氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，最后過濾，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶可得CuSO₄?5H₂O．
故反應(yīng)方程式為第一步：2Cu+O₂

△   .

2CuO；
第二步：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
第三步：CuSO₄+5H₂O=CuSO₄?5H₂O，
故答案為：2Cu+O₂

△   .

2CuO；CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；CuSO₄+5H₂O=CuSO₄?5H₂O．
（2）銅和稀硫酸混合在加熱的條件下不斷通入空氣，反應(yīng)生成硫酸銅與水，方程式為2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O；
（3）①可以根據(jù)銅不溶于稀鹽酸設(shè)計(jì)方案檢驗(yàn)，所以檢驗(yàn)方法為：取少量粗制氧化銅于試管中，加入足量鹽酸，充分振蕩，若有不溶物存在，說明粗制氧化銅中含有少量銅，
故答案為：取少量粗制氧化銅于試管中，加入足量鹽酸，充分振蕩，若有不溶物存在，說明粗制氧化銅中含有少量銅；
②比較反應(yīng)的兩個(gè)途徑，途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體，
故答案為：生成等量的硫酸銅，硫酸用量少；不產(chǎn)生有毒氣體．

點(diǎn)評：考查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備方案設(shè)計(jì)與綠色化學(xué)等，難度中等，注意實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)理論正確、操作簡單可行、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、綠色環(huán)保．