Question

利用硫酸和废铜屑制取硫酸铜，有两种方案：
①Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+X↑+2H₂O
②2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．回答下列问题：
（1）X是

 

（写化学式）．
（2）你认为较好的方案是

 

（填“①”或“②”），其优点有

 

．
（3）若要得到相同质量的硫酸铜，上述①和②所消耗的硫酸的质量比为

 

．

Answer 1

考点：化学实验方案设计与评价,质量守恒定律及其应用

专题：简单实验方案的设计与评价

分析：（1）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式．
（2）评价实验方案可从原料消耗（或利用率）和环境污染两个方面进行分析解答．
（3）由反应①和②的化学方程式，确定生成相同质量硫酸铜消耗的硫酸的质量，进行分析解答．

解答：解：（1）根据反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+X↑+2H₂O，反应物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、4、2、8，反应后的生成物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、1、4、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由1个硫原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为SO₂．
（2）制取相同质量的硫酸铜时，方案①消耗掉的硫酸比方案②多一倍；方案①制取过程中产生了污染大气的有毒气体SO₂，而方案②不产生污染物．
（3）由反应的化学方程式：①Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；②2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
                            98×2           160                                    98   160
可知，若要得到相同质量的硫酸铜，①和②所消耗的硫酸的质量比为2：1．
故答案为：（1）SO₂；（2）②；不产生污染物（答案合理即可）；（3）2：1．

点评：本题难度不是很大，实验设计的评价要注意从实验本身去分析，要注意从实验方案的科学性、可行性上进行分析解答．