Question

8．甲、乙两个化学研究小组的同学对生活中的一些金属材料，进行了一系列的研究．
（1）甲组同学收集了一些废铜屑，他们欲用这些废铜屑制取硫酸铜，设计了如下两个方案：
方案1：Cu $→_{△}^{O_{2}}$ CuO$→_{△}^{稀硫酸}$CuSO₄
方案2：Cu$→_{△}^{浓硫酸}$CuSO₄[已知Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O]
从绿色化学的观点出发，上述两个方案中，你认为合理的是方案1．对比两个方案，简述你的选择理由方案2会产生污染环境的SO₂气体．
（2）乙组同学收集了一些古代的铜质钱币，并对表面的绿色物质进行了研究．通过查阅资料得知，该绿色物质俗称铜绿，主要成分Cu₂（OH）₂CO₃．
①乙组同学通过实验，得出铜锈蚀的一般条件是：铜与空气中的氧气、水共同作用的结果．对于这个结论你认为还应补充的一个重要影响因素是二氧化碳的参与．
②取一定量的碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]放入盛有一定质量稀硫酸的烧杯中，恰好完全反应后过滤，得到160g CuSO₄的不饱和溶液．再向该溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液，产生沉淀的质量与所滴入NaOH溶液质量的关系曲线如图所示．当滴入10%的NaOH溶液120g时（即B点），试通过计算，求此时所得不饱和溶液的质量（计算结果精确至0.1g）．

Answer 1

分析 （1）从保护环境的角度看，要求对反应生成物是否污染空气进行判断；根据反应的化学方程式，不难判断方案2中二氧化硫会污染空气．
（2）①根据铜锈的成分结合质量守恒定律来进行解答；
②将氢氧化钠溶液加入到溶液中后，氢氧化钠要和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，所以可以根据氢氧化钠的质量结合化学方程式可求算出氢氧化铜沉淀的质量，及一步求解所得不饱和溶液的质量．

解答 解：（1）从Cu+2H₂SO₄═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，方案2中放出的有毒气体二氧化硫会造成对空气的污染，因此，从保护环境的角度来看，方案2就不够合理，所以选用方案1．
故答案为：1；方案2会产生污染环境的SO₂气体．
（2）①根据铜锈的成分结合质量守恒定律可以知道在铜锈中含有碳元素，所以在反应物质中应该含有碳元素，结合铜所处的环境可以判断反应物中还应该含有二氧化碳；
②由图可知，当加入80g质量分数为10%的NaOH溶液时，恰好完全反应，其中含有的氢氧化钠的质量为：80g×10%=8g；
设生成硫酸钠的质量为x
2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
80                       98
8g                       x
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{x}$
解得：x=9.8g
所得不饱和溶液的质量为：160g+120g-9.8g=270.2g
故答案为：二氧化碳的参与；270.2g

点评 性质决定用途，组成及结构决定性质；根据物质的组成与结构分析性质不同可相同的原因；比较两方案的优缺点可从是否节约原料、能源、是否产生污染物、操作是否简单分析．