Question

工業上由廢銅屑制硫酸銅晶體的流程如下：

（1）下列溶解銅屑的兩種方案中，方案二的優點是

 

．（答兩點即可）
方案一：向銅屑中加入足量的濃硫酸并加熱．
方案二：向銅屑中加入少量的銀粉再加足量的稀硫酸并通入足量空氣．
（2）測定硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O）中結晶水數目可通過以下實驗步驟確定：
Ⅰ．稱取0.4820g樣品置于小燒杯中，加入適量稀硫酸，加熱溶解，邊攪拌邊滴加BaCl₂到沉淀完全；
Ⅱ．過濾并洗滌沉淀；
Ⅲ．將盛有沉淀的濾紙包烘干并高溫灼燒，再轉入高溫爐中，一定溫度下反復灼燒到恒重，得到BaSO₄質量為0.4660g．
回答下列問題：
①計算CuSO₄?xH₂O中的x=

 

（要求寫出計算過程）．
②步驟Ⅲ中，如果空氣不充足和溫度過高，可能會有部分沉淀被濾紙中的碳還原為BaS，若其他操作均正確，則x的測定結果將

 

（填“偏低”、“偏高”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據反應原理和消耗反應物及生產產物進行對比；
（2）①根據硫酸鋇的質量計算出硫酸鋇的物質的量，根據關系式：CuSO₄?xH₂O～BaSO₄計算x值；②若BaSO₄被還原為BaS，導致計算結果偏高．

解答：解：（1）方案Ⅰ反應原理為：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
方案Ⅱ反應原理為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

Ag  .

2CuSO₄+2H₂O，對比兩個方程式可看出，方案Ⅱ無需加熱，沒有污染性氣體產生，硫酸利用率高，
故答案為：無需加熱、能耗低，無污染性氣體SO₂，耗酸量少或硫酸利用率高；
（2）①根據硫酸鋇的質量計算出硫酸鋇的物質的量為：

0.466g

233g/mol

=0.002mol，
根據關系式：CuSO₄?xH₂O～BaSO₄計算x值
           （160+18x）g  1mol
           0.4820g     0.002mol

(160+18x)g

0.4820

=

1mol

0.002mol

，解得x=4.5；
故答案為：4.5；
②若BaSO₄被還原為BaS，則計算出硫酸鋇的物質的量減少，導致計算結果偏高，故答案為：偏高．

點評：本題考查了制備實驗方案的設計及硫酸銅晶體中結晶水含量測定．比較方案的優劣要從反應原理入手，計算結晶水時可采用關系式簡化計算．