题目内容
在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．某化学兴趣小组提出可以用含铜废料制备胆矾（CuSO4?XH2O）．
查阅资料：（1）过氧化氢在常温下会缓慢分解为氧气和水．对其水溶液加热、光照或加催化剂（如MnO2 ）都会促进其分解．
（2）CuSO4?XH2O可溶于水，在加热时会生成CuSO4和H2O．
I、硫酸铜的制备
方案1：甲同学根据已学知识，提出了制备硫酸铜方案：
方案2：乙同学根据查阅资料找到了一种工业制备硫酸铜的流程：
（1）写出上述方案中的②处铜或铜的化合物有关的化学反应方程式是：______．
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为方案______（填1或2）更合理．理由是：______．
（3）方案2中，加入H2O2后要求温度控制在50℃到60℃加热的可能的原因为______．
（4）若上述方案所用的稀硫酸是在实验室中由稀释浓硫酸得到，在稀释浓硫酸时的操作是：______
______．
（5）兴趣小组同学一致指出，将滤液经蒸发、降温结晶等操作后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得硫酸铜晶体．晶体采用酒精淋洗的优点是______．
II、硫酸铜晶体（CuSO4?xH2O）中结晶水（xH2O）含量的测定学习小组取12.5g硫酸铜晶体（CuSO4?xH2O）进行热分解，
获得相关数据，并绘制成固体质量一温度的关系如图．
（1）在加热过程中，随着水分的失去，固体颜色将由蓝色逐渐变为______色，最终变为黑色；
（2）650℃以上时，硫酸铜固体就会发生分解，生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气，此反应的化学方程式为______；
（3）根据图中数据，计算CuSO4?xH2O中x的值为______．（请写出计算过程）
（4）若将4.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了0.4g后质量不再改变，写出剩余固体的化学式：______．
Ⅲ、硫酸铜的应用
波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液，其有效成分是Cu4（OH）6SO4，其中铜元素的化合价为______．碱式盐可以写成盐和碱的形式，例如碱式碳酸铜可以写成CuCO3?Cu（OH）2，则Cu4（OH）6SO4可以写成盐和碱的形式为______，其杀菌机理可看作是Cu2+使病原菌失去活性，这说明病原菌的主体是______（填一种有机物名称）．
解：Ⅰ、（1）铜灼烧后变成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，所以方程式是：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O；
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，甲方案第一步灼烧会产生污染空气的气体，粉尘，烟雾，由此可知方案2更合理；
（3）H2O2受热易分解，温度应该控制在50℃到60℃之间，防止H2O2受热分解；
（4）稀释浓硫酸的方法是：将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌；
（5）硫酸铜晶体易溶于水，用少量95%的酒精淋洗后晾干，为的是减少硫酸铜晶体因溶于水而损失．
Ⅱ、（1）硫酸铜晶体（CuSO4?xH2O）是蓝色的，失去结晶水后变为白色的硫酸铜；
（2）由650℃以上时，硫酸铜固体就会发生分解，生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气，可知反应物是硫酸铜，生成物是氧化铜、二氧化硫和氧气，用观察法配平，所以化学方程式：2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；
（3）由图示数据和“到t1℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量为：12.50g-8.0g=4.5g
CuSO4?xH2OCuSO4+xH2O↑．
160+18x 18x
12.50g 4.5g
∴
∴160+18x=50x，
∴x=
=5；
（4）4.0g剩余固体继续加热到更高的温度，说明生成的氧化铜分解了，化学方程式为：4CuO2Cu2O+O2↑所以固体是Cu2O；
Ⅲ、Cu4（OH）6SO4中OH化合价为-1，SO4的化合价为-2，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可得铜元素的化合价为+2；
Cu4（OH）6SO4可以写成盐和碱的形式为CuSO4?3Cu（OH）2；Cu2+是重金属使蛋白质失去活性，这说明病原菌的主体是蛋白质．
故答案为：Ⅰ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；（2）2； 耗能少或无污染等； （3）防止H2O2受热分解；（4）将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌；（5）减少硫酸铜晶体因溶于水而损失；Ⅱ（1）白；（2）2CuSO4═2CuO+2SO2↑+O2↑；（3）5；（4）Cu2O；Ⅲ+2；CuSO4?3Cu（OH）2；蛋白质．
分析：Ⅰ、（1）根据铜灼烧后变成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，写出方程式即可；（2）根据两个方案的比较，看是否有污染或考虑产量问题；（3）根据过氧化氢受热易分解考虑；（4）根据浓硫酸的稀释方法考虑；（5）根据硫酸铜易溶于水考虑；Ⅱ、（1）根据硫酸铜的颜色考虑；（2）根据方程式的书写方法考虑；（3）由图示数据和“到t1℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量为：12.50g-8.0g=4.5g，根据结晶水的质量计算出硫酸铜晶体中结晶水的个数；（4）根据氧化铜受热分解成氧化亚铜考虑；Ⅲ、根据在化合物中正负化合价代数和为零计算出化合价考虑，根据题目中所提供的信息找出写成盐和碱的形式．
点评：该题为硫酸铜的知识为线索，考查了多方面的知识，综合性很强，难度较大．
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，甲方案第一步灼烧会产生污染空气的气体，粉尘，烟雾，由此可知方案2更合理；
（3）H2O2受热易分解，温度应该控制在50℃到60℃之间，防止H2O2受热分解；
（4）稀释浓硫酸的方法是：将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌；
（5）硫酸铜晶体易溶于水，用少量95%的酒精淋洗后晾干，为的是减少硫酸铜晶体因溶于水而损失．
Ⅱ、（1）硫酸铜晶体（CuSO4?xH2O）是蓝色的，失去结晶水后变为白色的硫酸铜；
（2）由650℃以上时，硫酸铜固体就会发生分解，生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气，可知反应物是硫酸铜，生成物是氧化铜、二氧化硫和氧气，用观察法配平，所以化学方程式：2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；（3）由图示数据和“到t1℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量为：12.50g-8.0g=4.5g
CuSO4?xH2O
CuSO4+xH2O↑．160+18x 18x
12.50g 4.5g
∴
∴160+18x=50x，∴x=
=5；（4）4.0g剩余固体继续加热到更高的温度，说明生成的氧化铜分解了，化学方程式为：4CuO
2Cu2O+O2↑所以固体是Cu2O；Ⅲ、Cu4（OH）6SO4中OH化合价为-1，SO4的化合价为-2，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可得铜元素的化合价为+2；
Cu4（OH）6SO4可以写成盐和碱的形式为CuSO4?3Cu（OH）2；Cu2+是重金属使蛋白质失去活性，这说明病原菌的主体是蛋白质．
故答案为：Ⅰ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；（2）2； 耗能少或无污染等； （3）防止H2O2受热分解；（4）将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌；（5）减少硫酸铜晶体因溶于水而损失；Ⅱ（1）白；（2）2CuSO4═2CuO+2SO2↑+O2↑；（3）5；（4）Cu2O；Ⅲ+2；CuSO4?3Cu（OH）2；蛋白质．
分析：Ⅰ、（1）根据铜灼烧后变成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，写出方程式即可；（2）根据两个方案的比较，看是否有污染或考虑产量问题；（3）根据过氧化氢受热易分解考虑；（4）根据浓硫酸的稀释方法考虑；（5）根据硫酸铜易溶于水考虑；Ⅱ、（1）根据硫酸铜的颜色考虑；（2）根据方程式的书写方法考虑；（3）由图示数据和“到t1℃时该固体完全失去结晶水”可知，结晶水的质量为：12.50g-8.0g=4.5g，根据结晶水的质量计算出硫酸铜晶体中结晶水的个数；（4）根据氧化铜受热分解成氧化亚铜考虑；Ⅲ、根据在化合物中正负化合价代数和为零计算出化合价考虑，根据题目中所提供的信息找出写成盐和碱的形式．
点评：该题为硫酸铜的知识为线索，考查了多方面的知识，综合性很强，难度较大．
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