Question

某电缆厂计划用生产电缆的剩余铜屑生产CuSO₄．同学们想出了以下三种办法：
①铜屑直接加入稀硫酸中；
②铜屑加入浓硫酸中加热，反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
③铜屑加入稀硫酸中并通入空气加热，反应方程式为：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O
（1）将铜屑在空气中加热，现象为

 

；化学方程式为

 

．
（2）通过化学学习，小刚认为上述三种方法中第 ①种方法不用考虑，他的理由是

 

．小红认为第 ②种方法也不考虑，她的理由是

 

．
（3）小明选用第③种方法进行计算，求：生产20t CuSO₄所需Cu的质量．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,金属的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：物质的制备

分析：（1）根据铜与氧气反应的现象和化学方程式，进行回答；
（2）评价实验方案要从反应的可操作性，生成物的性质，环保节能等方面分析．方案①中因铜的活动性在氢后不会与稀硫酸反应，方案②由于浓硫酸与铜直接反应时会生成有毒的二氧化硫，只有③方案环保并且使用的硫酸量较小，非常合理．
（3）根据化学方程式，进行计算．

解答：解：
（1）将铜屑在空气中加热，现象为红色固体变为黑色；化学方程式为 2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（2）方案①该过程无法完成，因为铜的活动性在氢后不会与稀硫酸反应；
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，不够合理；
方案③根据生成硫酸铜反应的化学方程式可以看到，生成相同物质的量的硫酸铜，消耗硫酸的物质的量，因此从节约原料的角度来看，较合理，
（3）设生产20tCuSO₄所需Cu的质量为x，
2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O
128             320
x                20t
则

128

x

=

320

20t

，解得x=8t．
故答案为：
（1）红色固体变为黑色； 2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（2）铜的活动性在氢后不会与稀硫酸反应． 放出的有毒气体二氧化硫会造成对空气的污染．
（3）8t．

点评：本题既考查了物质的性质、化学方程式的书写，还对反应的化学方程式所反映出的物质的质量关系进行“隐性”考查，是一道综合性较强的方案设计题．