Question

【題目】某化工廠用石灰石和銅屑等設計生產石青、波爾多液的工藝流程如下：

查閱資料：硫酸銅的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60	80	100
溶解度/g	14.3	17.4	20.7	25.0	28.5	33.3	40.0	55.0	75.4

（產品制備）

（1）流程圖中X的化學式______

（2）反應②在80℃條件下制備硫酸銅，其化學方程式為_______。操作A將CuSO4溶液進行蒸發濃縮、________、過濾、洗滌等操作即得到硫酸銅晶體。

（組成測定）

小組同學為測定石青的組成，稱取了一定質量的石青樣品，用如圖裝置進行實驗。

查閱資料：

①石青的化學式可表示為aCuCO3b Cu(OH)2

②Cu(OH)2在66℃～68℃完全分解：Cu(OH)2CuO+H2O； CuCO3在200℃～220℃完全分解：CuCO3CuO+CO2↑

③ CuSO4固體為白色，CuSO45H2O固體為藍色

實驗步驟：①連接儀器，并_________， 準確稱取69.2g aCuCO3bCu(OH)2放在C裝置中；②打開活塞鼓入一段時間空氣，稱量裝置D、E的質量；③關閉活塞，控制C裝置中的溫度為250℃對石青進行熱分解，直至C裝置中剩余固體質量不再變化為止；④打開活塞，_______；⑤冷卻后，稱量，裝置D增重3.6g，裝置E增重17.6g。

（3）完善上述實驗步驟中的填空：①_______；④_____________。

（4）洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是______；B中所裝液體為____（填名稱）。

（5）試確定石青的化學式______（請寫出計算過程）。

（6）若缺少F裝置，測得的a：b的值將________（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）。

（脫水探究）

硫酸銅晶體受熱會逐步失去結晶水。取純凈的CuSO45H2O固體2.50g，放在上圖實驗裝置C中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示。

（7）G點固體的化學式是________；H點固體的顏色是_______。

（8）將CuSO45H2O固體加熱到570℃分解后，得到的主要產物是黑色粉末、硫的一種氧化物和水蒸氣，該反應的化學方程式為：_________。

Answer 1

【答案】CO2 2Cu + O2 + 2H2SO42CuSO4 + 2H2O 降溫結晶 檢查裝置氣密性 繼續通一段時間空氣 吸收空氣中的二氧化碳 濃硫酸 2CuCO3Cu(OH)2 偏大 CuSO4·H2O 白色 CuSO4·5H2OCuO + SO3↑ + 5H2O↑

【解析】

[產品制備]

（1）由流程圖知石灰石煅燒生成生石灰和二氧化碳，所以X是二氧化碳，化學式CO2，故填：CO2；

（2）反應②在80℃條件下制備硫酸銅，其化學方程式為2Cu + O2 + 2H2SO42CuSO4 + 2H2O；操作A將CuSO4溶液進行蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌等操作即得到硫酸銅晶體。，故填：2Cu + O2 + 2H2SO42CuSO4 + 2H2O 降溫結晶；

[組成測定]

（3）實驗步驟：①實驗前，要連接儀器，并檢查裝置氣密性；

④實驗結束后，打開活塞，繼續通一段時間空氣將生成的氣體完全排出。故填：檢查裝置氣密性 繼續通一段時間空氣；

（4）洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止對實驗的結果產生干擾；B中所裝液體為濃硫酸，干燥空氣。故填：吸收空氣中的二氧化碳 濃硫酸；

（5）解：D增加3.6g，即生成水3.6g，E增加17.6g，即生成二氧化碳17.6g，所以生成氧化銅的質量為：69.2g-3.6g-17.6g=48g

a：b=2：1

所以青石的化學式為：2CuCO3Cu(OH)2。故填：2CuCO3Cu(OH)2；

（6）若缺少F裝置，則空氣中的二氧化碳和水將進入E，測得的二氧化碳的質量將偏大，即a的值將偏大，所以a：b的值將偏大。故填：偏大；

（7）設G點的化學式為CuSO4xH2O，

x=1，所以G點的化學式為CuSO4·H2O。

到H點時，固體質量不再減少，說明只剩下硫酸銅粉末，所以固體為白色。故填：CuSO4·H2O 白色；

（8）將CuSO45H2O固體加熱到570℃分解后，得到的主要產物是黑色粉末、硫的一種氧化物和水蒸氣，該反應的化學方程式為：CuSO4·5H2OCuO + SO3↑ + 5H2O↑。故填：CuSO4·5H2OCuO + SO3↑ + 5H2O↑。