Question

【题目】硫酸铜在纺织、印刷等行业有广泛用途：

（1）工业上可用铜屑、空气与稀硫酸在80℃条件下制备硫酸铜。

①如图1是实验室模拟工业制备硫酸铜的装置，反应的化学方程式为_____，采用水浴加热的优点是_____，多孔球泡的作用为_____。

②工业生产时可用纯氧代替空气，这一措施能加快反应速率外，还具有的优点是_____。

（2）以CuSO4为原料制备碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]的过程如图3：

①“沉淀”时的反应为：2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2_____+CO2↑

②检验沉淀是否洗涤干净选用的试剂是_____（填化学式），烘干时产品中出现少量黑色物质，可能的原因为_____。

③若所得产品的产率偏高，其可能的原因为_____（填序号）。

a反应物未完全沉淀

b过滤时滤纸破损

cCu2（OH）2CO3未洗涤干净

dCu2（OH）2CO3未完全烘干

④“沉淀”时若有少量3Cu（OH）22CuCO3生成，则产品中铜元素的质量分数_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

（3）T℃时加热64.0g硫酸铜，一段时间后得到30.4gCuO和Cu2O的混合物，该混合物中CuO的质量为_____克。

Answer 1

【答案】 温度易控，受热均匀 增大气体与溶液的接触面积，使反应充分进行 提高产品纯度 Na2SO4 HCl和BaCl2溶液 碱式碳酸铜受热分解为氧化铜 cd 偏大 16

【解析】

铜、氧气和硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜和水，水浴加热受热均匀，便于控制加热温度，反应前后元素的质量和种类不变，反应前后原子种类和个数不变。

（1）①铜、氧气和硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为，直接加热温度过高，反应温度难以控制，水浴加热，反应的温度很好控制，受热均匀，图中多孔球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积，使反应充分进行。
②工业生产时可用纯氧代替空气，这一措施能加快反应速率外，还具有的优点是提高产品纯度。

（2）①反应前有2个铜原子、2个硫原子、15个氧原子、2个碳原子、4个钠原子和2个氢原子，反应后2个铜原子、0个硫原子、7个氧原子、2个碳原子、0个钠原子和2个氢原子，依据化学反应前后原子的种类和个数不变可知，2X中有4个钠原子、2个硫原子、8个氧原子，故X化学是为Na2SO4。
②故检验沉淀是否洗涤干净，可检验硫酸根离子的存在，应选用试剂是 HCl和BaCl2溶液；烘干时产品中出现少量黑色物质，可能的原因为碱式碳酸铜受热分解为氧化铜。
③a、反应物未完全沉淀，无影响，故a不正确；
b、过滤时滤纸破损，产品的实际质量减少，所得产品的产率降低，故b不正确；
c、Cu2(OH)2CO3未洗涤干净，产品的实际质量增大，所得产品的产率偏高，故c正确；
d、Cu2(OH)2CO3为完全烘干，所得产品的产率偏高，故d正确。故选cd。
④1个碱式碳酸铜分子中有2个铜原子，而1个3Cu（OH）22CuCO3分子中有5个铜原子，所以“沉淀”时若有少量5Cu（OH）22CuCO3生成，所以产品中铜元素的质量分数偏大。
（3）设该混合物中CuO的质量为x，则Cu2O的质量为30.4g-x，根据反应前后铜元素的质量相等有：，，故混合物中CuO的质量为16g。