Question

5．CuSO₄是一种重要化工原料，其制备和有关性质如图所示．
（1）途径①②③，更好体现绿色化学思想的是②
（2）物质Y具有的性质还原性（填“氧化性”或“还原性”）
（3）混合气体X既能是品红溶液褪色又能使带火星木条复燃，则混合气体X的成分是SO₂与O₂
（4）途径①所用混酸中H₂SO₃与HNO₃物质的量之比是3：2，并写出发生反应的离子方程式3Cu³⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）途径②中Cu与氧气反应生成CuO，再与硫酸反应生成硫酸铜和水，不生成有毒气体；
（2）由转化可知，生成的氢氧化铜转化为氧化亚铜，Cu元素的化合价降低，则Y中某元素的化合价升高；
（3）硫酸铜分解生成Cu₂O，Cu元素的化合价降低，S元素为最高价不能升高，所以O元素的化合价升高；
（4）发生3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，离子反应为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，以此来解答．

解答 解：（1）途径①中Cu与硝酸反应生成有毒的NO气体、③中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：②；
（2）Y可能为葡萄糖或醛，若为葡萄糖，发生C₆H₁₂O₆+2Cu（OH）₂=C₆H₁₂O₇+Cu₂O+2H₂O，Cu元素的化合价降低，则Y中某元素的化合价升高，则Y具有还原性，
故答案为：还原性；
（3）硫酸铜分解生成Cu₂O，Cu元素的化合价降低，S元素为最高价不能升高，所以O元素的化合价升高，即有氧气生成，发生2CuSO₄═Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，所得混合气体X中一定有SO₂与O₂，故答案为：SO₂与O₂；
（4）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；3Cu³⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

点评 本题考查制备实验及物质的性质，为高频考点，把握制备反应原理、物质的性质为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．