硫酸銅及硫酸銅晶體(CuSO4?5H2O,相對分子質(zhì)量為250)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活及實驗中。
Ⅰ、硫酸銅制取
方案一:Cu+2H2SO4(濃) △ CuSO4+SO2↑+2H2O。
方案二:將廢銅屑倒入稀硫酸中,控溫80℃并通入氧氣制備硫酸銅。
(1)圖1是方案二實驗室模擬工業(yè)制備硫酸銅的裝置。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Cu+O2+2H2SO480℃ 2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO480℃ 2CuSO4+2H2O。
(2)從綠色化學(xué)的觀點出發(fā),上述兩個方案中,你認(rèn)為比較合理的是 方案二方案二(填“方案一”或“方案二”)。
Ⅱ、硫酸銅晶體的性質(zhì)
(3)將25.0g膽礬放在坩堝內(nèi)加熱,固體質(zhì)量與成分隨溫度變化的曲線如圖2,加熱至1000℃時,CuO開始分解,生成Cu2O與一種能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體,求CuO完全分解時產(chǎn)生該氣體的質(zhì)量(寫出計算過程)。
Ⅲ、硫酸銅應(yīng)用
(4)切割鋼板時,通常利用硫酸銅溶液在鋼板上先畫出紅線,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(5)工業(yè)上用含有硫酸銅的微蝕刻廢液(含有一定量Cu2+、H+、SO2-4、H2O2和微量Fe3+)來制備高純度堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],用于生產(chǎn)木材防腐劑等。其制備過程如下:
①第二次“沉淀”時的反應(yīng)為:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 Na2SO4Na2SO4+CO2↑。
②烘干時若產(chǎn)品中出現(xiàn)少量黑色物質(zhì),可能的原因為 烘干溫度高,部分堿式碳酸銅受熱分解生成氧化銅烘干溫度高,部分堿式碳酸銅受熱分解生成氧化銅。
③第二次“沉淀”時,若有少量5Cu(OH)2?2CuCO3生成,則產(chǎn)品中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 偏大偏大。(填“偏大”“不變”或“偏小”)
④加入Na2CO3進(jìn)行反應(yīng)時,反應(yīng)液pH對產(chǎn)品中的SO2-4含量以及反應(yīng)液中Cu2+沉淀效率的影響如圖所示,此時溶液pH最好控制在 8.5左右8.5左右。
△
80
℃
80
℃
SO
2
-
4
SO
2
-
4
【考點】物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備;書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算;化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價.
【答案】2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O;方案二;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;Na2SO4;烘干溫度高,部分堿式碳酸銅受熱分解生成氧化銅;偏大;8.5左右
80
℃
【解答】
【點評】
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