Question

有人用经过粉碎的含较多有机物杂质的粗铜，通过如图1步骤制取硫酸铜晶体．
（1）若步骤①灼烧温度过高会产生副产物氧化亚铜（铜为+1价），其化学式为

 

；
（2）写出步骤②中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式：

 

；
（3）步骤②中，铜与稀硫酸不能直接发生置换反应的原因是

 

；
（4）反应途径Ⅰ和Ⅱ，分别有下列反应发生：
途径Ⅰ：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O
途径Ⅱ：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O
请选择你认为更合适于实际应用的途径，并说明理由：

 

；
（5）根据图2，步骤④的结晶方法是

 

；
（6）若800kg粗制氧化铜（其中单质铜的质量分数为4%）通过途径Ⅱ转化为硫酸铜，计算参加反应的过氧化氢的质量．（写出计算过程）

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,结晶的原理、方法及其应用,金属的化学性质,化学式的书写及意义,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：物质的制备

分析：（1）根据化合物化学式的书写一般规律：金属在前，非金属在后；氧化物中氧在后，原子个数不能漏，正负化合价代数和为零解答；
（2）根据氧化铜可以和稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，同时生成了水，可以据此完成解答；
（3）根据金属铜在金属活动性顺序表中处于H元素后，不能跟稀硫酸发生反应解答；
（4）根据反应途径分析解答；
（5）根据硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大解答；
（6）根据铜的质量利用化学方程求出过氧化氢的质量．

解答：解：
（1）氧化亚铜中铜元素显+1价，氧元素显-2价，其化学式为Cu₂O；
（2）氧化铜可以和稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，所以可以观察到黑色粉末消失，溶液呈蓝色；该反应同时生成了水，该反应的化学方程式为：H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；
（3）根据金属活动性顺序表，金属铜在金属活动性顺序表中处于H元素后，不能跟稀硫酸发生反应；
（4）由反应途径Ⅰ和Ⅱ相比较各自有各自的优点，途径Ⅰ：原料之一为空气，生产成本较低；或途径Ⅱ：反应不需加热，操作相对简便，节约能源；
（5）硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大，适合的结晶方法是冷却；
（6）800kg粗制氧化铜中单质铜的质量为：800kg×4%=32kg
设参加反应的过氧化氢的质量为x
Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O
64  34
32kg  x

64

32

=

32kg

x

x=17kg
参加反应的过氧化氢的质量为17kg．
答案：
（1）Cu₂O；
（2）H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；
（3）金属铜在金属活动性顺序表中处于H元素后；
（4）途径Ⅰ．原料之一为空气，生产成本较低；或途径Ⅱ．反应不需加热，操作相对简便，节约能源；
（5）降温结晶；
（6）参加反应的过氧化氢的质量为17kg．

点评：据生产流程图，正确理解每个过程在生产中的作用，从而达到全面掌握生产过程的目的，为解答问题做足准备．