Question

6．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾（CuSO₄•5H₂O）．其设计的实验过程如图所示：

请回答下列问题：
（1）杂质铜中有含有大量的碳粉，可采用在蒸发皿中灼烧的方法除去，其化学方程式为C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂．
（2）灼烧后的蒸发皿中依然有黑色粉末，于是小华得出了碳粉没有反应完的结论，但遭到了其他同学的反对，他们的理由是AB．
A．灼烧过程中部分氧化铜被还原
B．灼烧不充分铜未被完全氧化
C．氧化铜在加热过程中分解生成铜
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、蒸发（填操作名称）、冷却结晶．
（4）由粗制氧化铜通过途径Ⅰ制取胆矾的反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+2X+SO₂↑，X的化学式为H₂O．与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ的优点是产物无污染，更加环保（答出一点即可）．

Answer 1

分析 （1）根据碳加热生成二氧化碳解答；
（2）根据氧化铜和铜的性质分析，铜在加热条件下易生成氧化铜，氧化铜稳定，难以分解；
（3）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体；
（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式．途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体．

解答 解：（1）碳加热生成二氧化碳，其化学方程式为：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；
（2）铜在加热条件下易生成氧化铜，氧化铜稳定，难以分解，故答案为：AB； 
（3）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体，故答案为：蒸发；过滤；
（4）根据反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2X+SO₂↑，反应物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、4、2、8，反应后的生成物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、0、2、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X中含有4个氢原子和2个氧原子，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H₂O．比较反应的两个途径，途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体，
故答案为：（1）C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；（2）AB；（3）过滤、蒸发；（4）H₂O，产物无污染，更加环保．

点评 本题考查硫酸铜晶体的制备方案设计，涉及化学实验基本操作，本题难度不大．利用化学反应前后元素守恒、原子守恒来确定物质的化学式是正确解题的关键．