Question

1．胆矾（CuSO₄•5H₂O）用作农业杀虫剂、水的杀菌剂、防腐剂、涌吐药等，也是一种重要的化工原料其有关制备途径如图所示：

（1）工业上以黄酮矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜．该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，反应的氧化剂是Cu₂O、Cu₂S．
（2）途径①所用混酸中H₂SO₄与HNO₃物质的量之比最好为3：2．
（3）相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想，原因为制取等质量胆矾需要的硫酸少、没有污染性气体产生．
（4）途径①可得CuSO₄溶液经操作Ⅰ可制备胆矾，具体操作步骤为C．
A．蒸发结晶      B．蒸发结晶，趁热过滤
C．蒸发浓缩，冷却结晶，过滤        D．蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，烧灼
（5）下列有关铜及其化合物的叙述正确的是：AD．
A．铜绿的主成分是碱式碳酸铜，可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
B．铜表面易形成致密的氧化膜，故长期使用铜制炊具对健康无害
C．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
D．硫酸铜溶液可做游泳池的消毒剂．

Answer 1

分析 途径①Cu与混酸反应，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，离子反应为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
途径②Cu与氧气、硫酸反应，2H₂SO₄+O₂+2Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，其离子方程式为：2Cu+O₂+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
途径③2H₂SO₄（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑++2H₂O．
（1）依据反应中元素化合价变化分析判断，元素化合价降低的物质做氧化剂，Cu元素化合价降低，被还原，含铜元素的反应物为氧化剂；
（2）根据离子方程式中氢离子与硝酸根离子的物质的量关系分析；
（3）根据反应物和生成物的化学式判断，途径①产生二氧化硫气体污染性气体；
（4）将CuSO₄溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤可制得胆矾晶体；
（5）A．稀盐酸和碱式碳酸铜发生复分解反应，Cu和稀盐酸不反应；
B．铜表面不能形成致密的氧化物薄膜，铜离子属于重金属离子；
C．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末属于化学变化；
D．硫酸铜作消毒剂是利用重金属盐的性质，重金属离子能使蛋白质变性．

解答 解：（1）2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，反应中铜元素化合价呈-1价降低到0价，硫元素化合价呈-2价变化为+4价，所以做氧化剂的物质为：Cu₂O、Cu₂S；
故答案为：Cu₂O、Cu₂S；
（2）Cu与混酸反应，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，离子反应为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，从方程式知，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸为2mol时，硫酸为3mol，用混酸中H₂SO₄与HNO₃物质的量之比最好为3：2；
故答案为：3：2；
（3）相对于途径①、③，铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫气体污染空气，途径②的优点：制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径②无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，
故答案为：制取等质量胆矾需要的硫酸少、没有污染性气体产生；
（4）从硫酸铜溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，
故答案为：C；
（5）A．稀盐酸和碱式碳酸铜发生复分解反应生成CuCl₂、H₂O、CO₂水，Cu和稀盐酸不反应，所以可以用稀盐酸除铜器表面的铜绿，故A正确；
B．铜表面长时间在空气中会变质生成的绿色物质是碱式碳酸铜，不能形成致密的氧化物薄膜，长期使用铜制炊具，铜离子能使人体蛋白质变性，有毒，故B错误；
C．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，反应为：CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+5H₂O，属于化学变化，故C错误；
D．重金属盐能使蛋白质变性，铜离子属于重金属离子，硫酸铜溶液可做游泳池的消毒剂，故D正确；
故选AD．

点评 本题考查了胆矾的制备，掌握铜及其化合物的性质是解答关键，侧重于学生的分析能力和基础知识的综合运用，题目难度中等．