Question

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）測定膽礬晶體里結晶水的含量時，若測定的相對誤差大于零，則產生誤差的原因可能是___________。
a．加熱后容器未放入干燥器中冷卻
b．最后兩次加熱后的質量相差較大
c．加熱前稱量時容器未完全干燥 
d．加熱過程中有少量濺失
（4）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。

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

（1）坩堝；油脂在堿性條件下發生水解而除去　（2分，各1分）。 ad（2分，各1分）
（2）蒸發濃縮 過濾洗滌（2分，各1分）。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（2分，各1分）
（3）cd（2分，各1分）
（4）（2分，產物質正確1分，配平1分）

試題分析：（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）測定的相對誤差大于零說明水的量較多或固體的質量較少，a．加熱后容器未放入干燥器中冷卻不一定產生誤差；b．最后兩次加熱后的質量相差較大也可能會使水的質量減小； c．加熱前稱量時容器未完全干燥，會有水將會使水的量增多，正確；d．加熱過程中有少量濺失，將會使剩下的固體質量減少，相當于水的量增多，正確；
（4）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4.5g，生成氧氣是0.5g，生成固體物質45g，根據電子守恒，由生成氧氣0.5g，失電子數(0.5/32)*4mol。得電子可能是生成了二氧化硫，即生成二氧化硫的量為：(0.5/32)*2mol，質量為2g，還有酸性氣體應該是三氧化硫，質量為2.5g，物質的量為2.5/80mol,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。