某化學興趣小組提出可以用含銅廢料制備藍色膽礬(CuSO4·XH2O)。
查閱資料:
Ⅰ 過氧化氫在常溫下會緩慢分解為氧氣和水。對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都會促進其分解。
Ⅱ CuSO4·XH2O易溶于水難溶于酒精,加熱時會逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO4。
Ⅲ 白色粉末CuSO4易與水化合生成CuSO4·XH2O
I、硫酸銅晶體的制備
方案1:毛毛同學根據(jù)已學知識,提出了制備硫酸銅方案:
方案2:方舟同學查閱資料歸納了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)上述方案1中加熱攪拌的作用是 ,形成藍色溶液的化學反應(yīng)方程式是: 。
(2)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃是為了防止 。
(3)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進行比較,你認為方案 (填1或2)更合理。理由是: 。
(4)方案中“一系列操作”依次為:過濾、、冷卻結(jié)晶、(填序號)。
A.蒸發(fā)濃縮 B.加水稀釋 C.加水溶解 D.過濾
(5)溶液M、N都是CuSO4的 (選填“飽和”、“不飽和”或“不一定飽和”)溶液,向其中加入無水CuSO4,均會析出硫酸銅晶體,這是因為 。
⑹所得硫酸銅晶體需要洗滌后晾干,最合適的洗滌試劑是 。
A.冷蒸餾水 B. 95%的酒精 C.熱蒸餾水
II、硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定
學習小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)進行加熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系圖。
(7) 258℃時,固體完全變成白色粉末。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4·xH2O中x的值為 。(請寫出計算過程,3分)
(8)加熱過程中,硫酸銅晶體分步失去結(jié)晶水。請寫出45℃到110℃時反應(yīng)方程式
(9) 580℃以上時,硫酸銅粉末就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學方程式為
⑴加快反應(yīng)速率 CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
⑵H2O2受熱分解
⑶ 2 避免灼燒廢料產(chǎn)生的污染
⑷ A D
⑸飽和 CuSO4+H2O ==CuSO4·XH2O 硫酸銅粉末與水化合后,飽和溶液中溶劑減少
⑹B
⑺5
⑻CuSO4·4H2O CuSO4·H2O+3H2O↑
⑼2CuSO4 2CuO+2SO2↑+O2↑
解析試題分析:I 、(1)在方案1中,由于加熱可增加反應(yīng)物分子的運動速率,攪拌會使反應(yīng)物混合更均勻,故可增加反應(yīng)物相互接觸的機會,因此加熱攪拌的作用是加快反應(yīng)速率;根據(jù)題意分析,形成藍色溶液的現(xiàn)象的反應(yīng)是氧化銅與硫酸反應(yīng),生成硫酸銅和水,故化學反應(yīng)的方程式是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
(2)根據(jù)資料可知,“對過氧化氫的水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都會促進其分解”,故在方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃,是為了防止其受熱分解。
(3)從環(huán)保的角度分析可知,由于甲方案的第一步是灼燒,會產(chǎn)生一些污染空氣的氣體,粉塵,煙霧等,即會污染空氣,由此可知方案2更合理。
(4)根據(jù)圖示,結(jié)合已有的部分操作步驟分析,因為過濾后的濾液要進行冷卻結(jié)晶,故需先進行蒸發(fā)濃縮A,這樣才好對其冷卻結(jié)晶;又由于最終要得到的是硫酸銅晶體,故結(jié)晶后還需過濾D、洗滌和干燥等。
(5)根據(jù)圖示,溶液M、N都是析出硫酸銅晶體后的溶液,即均不能繼續(xù)溶解硫酸銅,故均屬于硫酸銅的飽和溶液;向硫酸銅的飽和溶液中加入無水CuSO4,由于硫酸銅粉末能與水化合,故飽和溶液中的溶劑會減少了,則會有相應(yīng)的溶質(zhì)的析出。
(6)根據(jù)資料可知,CuSO4·XH2O易溶于水難溶于酒精,故可用少量95%的酒精洗滌硫酸銅晶體,這樣可減少硫酸銅晶體因溶于水而有部分損失。故選B
II、(7)根據(jù)資料,CuSO4·XH2O加熱時會逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO4,結(jié)合題意,“258℃時,固體完全變成白色粉末”,說明此時硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)已完全分解生成硫酸銅和水,則該反應(yīng)可表示CuSO4?xH2O△CuSO4+xH2O;再結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,258℃時,剩余固體質(zhì)量為8g,則根據(jù)膽礬晶體受熱分解的化學方程式和膽礬與硫酸銅的質(zhì)量,以及它們之間的固定質(zhì)量比,就可計算出膽礬晶體中x的值。
CuSO4?xH2O△CuSO4+xH2O
160+18x 160
12.50g 8g
(160+18x):160=12.50g:8g
解得,x=5
(8)根據(jù)題意,加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水,故可將反應(yīng)表示為CuSO4?5H2O△CuSO4?mH2O+(5-m)H2O;結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知,45℃時,剩余固體質(zhì)量為11.6g,則根據(jù)反應(yīng)的方程式和兩固體的質(zhì)量、以及質(zhì)量比,可計算出其中m的值。
CuSO4?5H2O△CuSO4?mH2O+(5-m)H2O
250 160+18m
12.5g 11.6g
250:(160+18m)= 12.5g:11.6g
解得,m=4,
即此時所得晶體為CuSO4?4H2O;
同理,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)110℃時,剩余固體質(zhì)量為8.9g,同樣可計算出所得晶體中所含結(jié)晶水的量,可設(shè)所得晶體為CuSO4?nH2O,則有
CuSO4?5H2O△CuSO4?nH2O+(5-n)H2O
250 160+18n
12.5g 8.9g
250:(160+18n)= 12.5g:8.9g
解得,n=1,
即此時所得晶體為CuSO4?H2O,
故45℃到110℃時反應(yīng)的方程式為CuSO4?4H2O△CuSO4?H2O+3H2O。
(9) 根據(jù)題意,580℃以上時,硫酸銅粉末就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,根據(jù)質(zhì)量守恒定律中的元素守恒可知,該金屬氧化物應(yīng)是氧化銅,故此反應(yīng)的化學方程式為 2CuSO4 2CuO+2SO2↑+O2↑。
考點:物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,化學實驗方案設(shè)計與評價,有關(guān)元素化合價的計算,書寫化學方程式,根據(jù)化學反應(yīng)方程式的計算
點評:本題難度較大,考查了多方面的知識,并側(cè)重考查了學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力,關(guān)于根據(jù)化學反應(yīng)方程式的計算,解題的關(guān)鍵是要抓住“加熱過程中,硫酸銅晶體會分步失去結(jié)晶水”這句話,然后根據(jù)相關(guān)的化學反應(yīng)方程式,并依據(jù)已知量對未知的應(yīng)求量進行求解計算即可。
科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解
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科目:初中化學 來源:2012屆江蘇省鎮(zhèn)江市九年級5月中考模擬考試化學試卷(帶解析) 題型:探究題
在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜)。某化學興趣小組提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4·XH2O)。
查閱資料:(1)過氧化氫在常溫下會緩慢分解為氧氣和水。對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都會促進其分解。
(2)CuSO4·XH2O可溶于水,在加熱時會生成CuSO4和H2O。
I、硫酸銅的制備
方案1:甲同學根據(jù)已學知識,提出了制備硫酸銅方案:
方案2:乙同學根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)寫出上述方案中的②處銅或銅的化合物有關(guān)的化學反應(yīng)方程式是: 。
(2)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進行比較,你認為方案 (填1或2)更合理。理由是: 。
(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的可能的原因為 。
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在實驗室中由稀釋濃硫酸得到,在稀釋濃硫酸時的操作是:
。
(5)興趣小組同學一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體。晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是 。
II、硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定
學習小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)進行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系如圖。
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍色逐漸變?yōu)?u> 色,最終變?yōu)楹谏?br />(2)650℃以上時,硫酸銅固體就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學方程式為 ;
(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4·xH2O中x的值為 。(請寫出計算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出剩余固體的化學式: 。
Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價為 。堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3·Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為 ,其殺菌機理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是 (填一種有機物名稱)。
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科目:初中化學 來源:2011-2012學年江蘇省鎮(zhèn)江市九年級5月中考模擬考試化學試卷(解析版) 題型:探究題
在電纜生產(chǎn)過程中,不可避免地會產(chǎn)生一定量的含銅廢料(如:零碎電纜)。某化學興趣小組提出可以用含銅廢料制備膽礬(CuSO4·XH2O)。
查閱資料:(1)過氧化氫在常溫下會緩慢分解為氧氣和水。對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2 )都會促進其分解。
(2)CuSO4·XH2O可溶于水,在加熱時會生成CuSO4和H2O。
I、硫酸銅的制備
方案1:甲同學根據(jù)已學知識,提出了制備硫酸銅方案:
方案2:乙同學根據(jù)查閱資料找到了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:
(1)寫出上述方案中的②處銅或銅的化合物有關(guān)的化學反應(yīng)方程式是: 。
(2)從環(huán)保角度對兩套方案的不同部分進行比較,你認為方案 (填1或2)更合理。理由是: 。
(3)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃加熱的可能的原因為 。
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在實驗室中由稀釋濃硫酸得到,在稀釋濃硫酸時的操作是:
。
(5)興趣小組同學一致指出,將濾液經(jīng)蒸發(fā)、降溫結(jié)晶等操作后,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得硫酸銅晶體。晶體采用酒精淋洗的優(yōu)點是 。
II、硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水(xH2O)含量的測定
學習小組取12.5g硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)進行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),并繪制成固體質(zhì)量一溫度的關(guān)系如圖。
(1)在加熱過程中,隨著水分的失去,固體顏色將由藍色逐漸變?yōu)?u> 色,最終變?yōu)楹谏?/p>
(2)650℃以上時,硫酸銅固體就會發(fā)生分解,生成黑色金屬氧化物、二氧化硫及氧氣,此反應(yīng)的化學方程式為 ;
(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CuSO4·xH2O中x的值為 。(請寫出計算過程)
(4)若將4.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.4g后質(zhì)量不再改變,寫出剩余固體的化學式: 。
Ⅲ、硫酸銅的應(yīng)用
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配成的一種天藍色、粘稠的懸濁液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中銅元素的化合價為 。堿式鹽可以寫成鹽和堿的形式,例如堿式碳酸銅可以寫成CuCO3·Cu(OH)2,則Cu4(OH)6SO4可以寫成鹽和堿的形式為 ,其殺菌機理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,這說明病原菌的主體是 (填一種有機物名稱)。
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科目:初中化學 來源: 題型:解答題
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