6.某化工厂用石灰石和废铜屑等设计生产石青、波尔多液的工艺流程如图1:
(一)产品制备
(1)流程图中X的化学式为CO
2;
(2)反应②分两步进行,化学方程式分别为:
第一步2Cu+O
2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,第二步CuO+H
2SO
4═CuSO
4+H
2O;
(3)硫酸铜的溶解度如表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 14.3 | 17.4 | 20.7 | 25.0 | 28.5 | 33.3 | 40.0 | 55.0 | 75.4 |
蒸发浓缩后热溶液经处理大量析出晶体,温度到达30℃时,剩余硫酸铜溶液的溶质质量分数为20%;待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2-3次,用冰水洗涤的目的是:Ⅰ是除去晶体表面的杂质;Ⅱ是0℃时硫酸铜溶解度小,损失少.
(4)反应④中硫酸铜、生石灰和水制备波尔多液,其化学方程式为:Ⅰ是CaO+H
2O═Ca(OH)
2;Ⅱ是Ca(OH)
2+CuSO
4=CaSO
4+Cu(OH)
2↓.
(二)组成测定
查阅资料得知,石青的化学式可表示为aCuCO
3•bCu(OH)
2,已知Cu(OH)
2和CuCO
3都能受热分解,分别生成两种氧化物,其中Cu(OH)
2的分解温度为66℃到68℃,CuCO
3的分解温度为200℃到220℃.为测定其组成,小组同学称取石青样品34.6g,用如图2装置进行实验.
(5)洗气瓶A中氢氧化钠溶液的作用是除去空气中的二氧化碳;B中所装液体为浓硫酸.
(6)现控制C装置中的温度为250℃对石青进行热分解,直至C装置中剩余固体质量不再变化为止,再缓缓通入一段时间空气后,冷却后装置D增重1.8g,装置E增重8.8g.通过计算可得 a:b=2:1.
(7)若缺少F装置,测得的a:b的值会偏大(选填“偏大”、“偏小”、“不变”).
(三)脱水探究
硫酸铜晶体受热会逐步失去结晶水.取纯净CuSO
4•5H
2O固体2.50g,放在如图2实验装置C中进行加热,测定固体质量随温度的变化情况如图3所示.
(8)G点固体的化学式是CuSO
4•H
2O.
(9)H点所得固体的颜色是白色.
(10)将CuSO
4•5H
2O固体加热到570℃分解后,得到的主要产物是黑色粉末、硫的一种氧化物和水蒸气,该反应的化学方程式为:CuSO
4•5H
2O$\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO
3↑+5H
2O↑.