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0.4820 g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0.4660 g。
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

（1）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（4分答出兩點即可，每點2分）
（2）算出SO₄^2-（或BaSO₄或CuSO₄·xH₂O） 為0.002 mol  (2分)    x = 4.5  (2分)
（3）偏高 (2分)

試題分析：（1）方案二的優點是無需加熱、能耗低，無污染性氣體SO₂，耗酸量少或硫酸利用率高，形成原電池加快反應速率等；
（2）n(BaSO₄)= n(CuSO₄)=0.4660÷233=0.002mol，n(H₂O)=（ 0.4820－0.002×160）÷18="0.009mol" ，n(CuSO₄)：n(H₂O)=1：x   x = 4.5
若有部分沉淀被濾紙中的碳還原為BaS，則沉淀的質量變少，計算出CuSO₄的量變少，水的量偏高，結果偏高。