Question

【题目】硫酸铜晶体俗称“胆矾”，在无机化工及生产生活中有广泛的应用。某课外研究小组的同学用粗铜粉(含有碳等杂质)设计了两种制备胆矾的途径，并测定了其中结晶水的含量。设计的流程如下：

(1)“较纯铜”转化为氧化铜时，应将其置于________内进行灼烧(填写仪器名称)。“粗铜”表面的油脂可以用热碱溶液洗去，原因是______________________。若灼烧“粗铜”，获得的产物是混有少量铜的氧化铜，存在少量铜的可能原因是________。

a．灼烧过程中部分氧化铜被还原

b．该条件下铜无法被氧气氧化

c．氧化铜在加热过程中分解生成铜

d．灼烧不充分铜未被完全氧化

(2)通过途径Ⅰ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤是：酸溶、加热通氧气、过滤、________、冷却结晶、________、自然干燥。比较由粗制氧化铜制取胆矾的两种途径，途径Ⅰ有明显的两个优点：

①___________________________________。

②___________________________________。

(3)利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解，A的试管中剩余黑色粉末，用带火星的木条伸入集气瓶D，发现木条能复燃。反应前后各装置的质量见图下方的表格所示。

装置	A(试管＋粉末)	B	C
反应前	50.0 g	70.0 g	540.0 g
反应后	45.0 g	74.5 g	540.0 g

请通过计算，推断该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式：

__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)坩埚 油脂在碱性条件下发生水解而除去 ad

(2)蒸发浓缩 过滤洗涤 ①产生等量胆矾，途径Ⅰ消耗硫酸少；②途径Ⅰ不产生污染大气的气体

(3)4CuSO4 =4CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑

【解析】(1)进行灼烧所需的温度较高应选择坩埚，“粗铜”表面的油脂可以用热碱溶液洗去，原因是油脂在碱性条件下发生水解而除去，若灼烧“粗铜”，获得的产物是混有少量铜的氧化铜。存在少量铜的可能原因是a.灼烧过程中部分氧化铜被还原。d.灼烧不充分铜未被完全氧化。(2)过滤完后还要进行蒸发浓缩然后冷却结晶、过滤洗涤，最后再自然干燥。途径Ⅰ有明显的两个优点：①对照反应转化情况可知产生等量胆矾，途径Ⅰ消耗硫酸少；②途径Ⅰ不产生污染大气的气体。(3)加热无水硫酸铜粉末直至完全分解，A的试管中剩余黑色粉末，用带火星的木条伸入集气瓶D，发现木条能复燃，说明有氧气生成。由记录的数据可得出生成酸性气体质量是4.5 g，生成氧气是0.5 g，根据电子守恒，由生成氧气0.5 g，失电子数×4。得电子可能是生成了二氧化硫，即生成二氧化硫的量为：×2，质量为2 g，还有酸性气体应该是三氧化硫，质量为2.5 g，物质的量为2.5/80 mol，即物质的量之比：二氧化硫∶三氧化硫∶氧气＝2∶2∶1，根据原子守恒可知生成黑色固体为氧化铜，化学方程式为4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑。