Question

14．某化工廠用石灰石和廢銅屑等設(shè)計(jì)生產(chǎn)石青、波爾多液的工藝流程如圖：

一、產(chǎn)品制備
（1）流程圖中X的化學(xué)式為CO₂．
（2）反應(yīng)②分兩步進(jìn)行，化學(xué)方程式分別為：
         第一步2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，第二步CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
（3）硫酸銅溶液的溶解度如表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60	80	100
溶解度/g	14.3	17.4	20.7	25	28.5	33.3	40	55	75.4

蒸發(fā)濃縮后熱溶液經(jīng)處理大量析出晶體，溫度到達(dá)30℃時(shí)，剩余硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%；待結(jié)晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2-3次，用冰水洗滌的目的是：Ⅰ是除去晶體表面的雜質(zhì)；Ⅱ是0℃時(shí)硫酸銅溶解度較小，損失少．
（4）反應(yīng)④中硫酸銅、生石灰和水制備波爾多液，其化學(xué)方程式為：
Ⅰ是CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ⅱ是Ca（OH）₂+CuSO₄═CaSO₄+Cu（OH）₂↓．
二、組成測(cè)定
   查閱資料得知，石青的化學(xué)式可表示為aCuCO₃•bCu（OH）₂，已知Cu（OH）₂和CuCO₃都能受熱分解．分別生成兩種氧化物，其中Cu（OH）₂的分解溫度為66℃到68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃到220℃．為測(cè)定其組成，小組同學(xué)稱取石青樣品34.6g，用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（5）洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳；B中所裝液體為濃硫酸．
（6）現(xiàn)控制C裝置中的溫度為250℃對(duì)石青進(jìn)行熱分解，直至C裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化為止，再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣后，冷卻后裝置D增重1.8g，裝置E增重8.8g．通過計(jì)算可得a：b=2：1．
（7）若缺少F裝置，測(cè)得的a：b的值會(huì)偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
三、脫水研究
硫酸銅晶體受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水．取純凈CuSO₄•5H₂O固體2.50g，放在上圖實(shí)驗(yàn)裝置C中進(jìn)行加熱．測(cè)定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示．
（8）G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CuSO₄•H₂O．
（9）H點(diǎn)所得固體的顏色是白色．
（10）將CuSO₄•5H₂O固體加熱到570℃分解后，得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末、硫的一種氧化物和水蒸氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO₃↑+5H₂O↑．

Answer 1

分析 （1）高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳；
（2）加熱條件下，銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（3）飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{溶解度}{100g+溶解度}$×100%；
（4）氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈣；
（5）氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳；
濃硫酸具有吸水性，可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑；
（6）冷卻后裝置D增重1.8g，說明反應(yīng)生成了1.8g水，裝置E增重8.8g，說明反應(yīng)生成了8.8g二氧化碳，從而可以計(jì)算反應(yīng)生成氧化銅的質(zhì)量，進(jìn)一步可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷；
（7）堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
（8）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算、判斷物質(zhì)的化學(xué)式；
（9）無水硫酸銅是白色固體；
（10）將CuSO₄•5H₂O固體加熱到570℃分解后，生成氧化銅、三氧化硫和水．

解答 解：（1）流程圖中X的化學(xué)式為CO₂．
故填：CO₂．
（2）反應(yīng)②分兩步進(jìn)行，化學(xué)方程式分別為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
故填：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
（3）析出晶體后的溶液是飽和溶液，溫度到達(dá)30℃時(shí)，硫酸銅的溶解度是25g，剩余硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{25g}{100g+25g}$×100%=20%；
用冰水洗滌的目的是：Ⅰ是除去晶體表面的雜質(zhì)；Ⅱ是0℃時(shí)硫酸銅溶解度小，損失少．
故填：20%；0℃時(shí)硫酸銅溶解度較小，損失少．
（4）反應(yīng)④中硫酸銅、生石灰和水制備波爾多液，其化學(xué)方程式為：Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ⅱ是氫氧化鈣和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CuSO₄=CaSO₄+Cu（OH）₂↓．
故填：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+CuSO₄=CaSO₄+Cu（OH）₂↓．
（5）洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳；B中所裝液體為濃硫酸．
故填：除去空氣中的二氧化碳；濃硫酸．
（6）解：裝置D增重1.8g，說明生成了1.8g水，裝置E增重8.8g，說明生成了8.8g二氧化碳，
則反應(yīng)生成氧化銅質(zhì)量為：34.6g-1.8g-8.8g=24g，
aCuCO₃•bCu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）CuO+bH₂O+aCO₂↑，
                                           80（a+b） 18b    44a
                                              24g        1.8g    8.8g
$\frac{80（a+b）}{24g}$=$\frac{18b}{1.8g}$=$\frac{44a}{8.8g}$，
a：b=2：1．
故填：2：1．
（7）若缺少F裝置，空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)進(jìn)入E中，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測(cè)得的a：b的值會(huì)偏大．
故填：偏大．
（8）設(shè)G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CuSO₄•xH₂O，
根據(jù)題意有：CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄•xH₂O+（5-x）H₂O，
                                                  160+18x        18（5-x）
                                                    1.78g               0.72g
$\frac{160+18x}{1.78g}$=$\frac{18（5-x）}{0.72g}$，
x=1，
故填：CuSO₄•H₂O．
（9）H點(diǎn)所得固體是無水硫酸銅，無水硫酸銅的顏色是白色的．
故填：白色．
（10）將CuSO₄•5H₂O固體加熱到570℃分解后，得到的主要產(chǎn)物是氧化銅、三氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO₃↑+5H₂O↑．
故填：CuSO₄•5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO₃↑+5H₂O↑．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．