Question

【題目】硫酸銅晶體俗稱“膽礬”，在無機化工及生產生活中有廣泛的應用。某課外研究小組的同學用粗銅粉(含有碳等雜質)設計了兩種制備膽礬的途徑，并測定了其中結晶水的含量。設計的流程如下：

(1)“較純銅”轉化為氧化銅時，應將其置于________內進行灼燒(填寫儀器名稱)。“粗銅”表面的油脂可以用熱堿溶液洗去，原因是______________________。若灼燒“粗銅”，獲得的產物是混有少量銅的氧化銅，存在少量銅的可能原因是________。

a．灼燒過程中部分氧化銅被還原

b．該條件下銅無法被氧氣氧化

c．氧化銅在加熱過程中分解生成銅

d．灼燒不充分銅未被完全氧化

(2)通過途徑Ⅰ實現用粗制氧化銅制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟是：酸溶、加熱通氧氣、過濾、________、冷卻結晶、________、自然干燥。比較由粗制氧化銅制取膽礬的兩種途徑，途徑Ⅰ有明顯的兩個優點：

①___________________________________。

②___________________________________。

(3)利用下圖裝置加熱無水硫酸銅粉末直至完全分解，A的試管中剩余黑色粉末，用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發現木條能復燃。反應前后各裝置的質量見圖下方的表格所示。

裝置	A(試管＋粉末)	B	C
反應前	50.0 g	70.0 g	540.0 g
反應后	45.0 g	74.5 g	540.0 g

請通過計算，推斷該實驗條件下硫酸銅分解的化學方程式：

__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)坩堝 油脂在堿性條件下發生水解而除去 ad

(2)蒸發濃縮 過濾洗滌 ①產生等量膽礬，途徑Ⅰ消耗硫酸少；②途徑Ⅰ不產生污染大氣的氣體

(3)4CuSO4 =4CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑

【解析】(1)進行灼燒所需的溫度較高應選擇坩堝，“粗銅”表面的油脂可以用熱堿溶液洗去，原因是油脂在堿性條件下發生水解而除去，若灼燒“粗銅”，獲得的產物是混有少量銅的氧化銅。存在少量銅的可能原因是a.灼燒過程中部分氧化銅被還原。d.灼燒不充分銅未被完全氧化。(2)過濾完后還要進行蒸發濃縮然后冷卻結晶、過濾洗滌，最后再自然干燥。途徑Ⅰ有明顯的兩個優點：①對照反應轉化情況可知產生等量膽礬，途徑Ⅰ消耗硫酸少；②途徑Ⅰ不產生污染大氣的氣體。(3)加熱無水硫酸銅粉末直至完全分解，A的試管中剩余黑色粉末，用帶火星的木條伸入集氣瓶D，發現木條能復燃，說明有氧氣生成。由記錄的數據可得出生成酸性氣體質量是4.5 g，生成氧氣是0.5 g，根據電子守恒，由生成氧氣0.5 g，失電子數×4。得電子可能是生成了二氧化硫，即生成二氧化硫的量為：×2，質量為2 g，還有酸性氣體應該是三氧化硫，質量為2.5 g，物質的量為2.5/80 mol，即物質的量之比：二氧化硫∶三氧化硫∶氧氣＝2∶2∶1，根據原子守恒可知生成黑色固體為氧化銅，化學方程式為4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑。