题目内容

【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,途径有明显的两个优点:

___________________________________。

___________________________________。

(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:

__________________________________。

【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 产生等量胆矾,途径消耗硫酸少;途径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。途径有明显的两个优点:对照反应转化情况可知产生等量胆矾,途径消耗硫酸少;途径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=221,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

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