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【2013竞赛班】12月24日《硫酸铜》


《硫酸铜》
1. 将一小块金属钠置于硫酸铜水溶液中,不可能发生的反应是 ①CuSO4+2Na=Na2SO4+Cu ②CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+2Na2SO4 ③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ④Cu(OH)2=CuO+H2O A.①
-1



)A

B.①④
2+



C.④
-1

D.②③

2. 将 40mL 1.5mol·L 的 CuSO4 溶液与 30mL 3mol·L 的 NaOH 溶液混合,生成浅蓝色沉 淀,假如溶液中 c(Cu )或 c(OH )都已变得很小,可忽略,则生成沉淀的组成可表示为 ( A. Cu(OH)2 C.CuSO4·2Cu(OH)2 B.CuSO4·Cu(OH)2 D.CuSO4·3Cu(OH)2 )D

3. 3.75g 胆矾晶体(CuSO4·5H2O)加热至 100℃后,剩下粉未 2.67g,该粉末的化学式是 ( )B

A.CuSO4·3H2O B.CuSO4·H2O C.CuSO4 D.CuO 4. 氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂,油类脱硫剂等,为获得纯净的氧化铜以探究其性 质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验: ⑴.制备氧化铜

?? ? ?? CuSO4 溶液 ? ?? CuSO4·5H2O ? ?? ? CuO ?? ?? 工业 CuSO4 ?
I II III

①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是__________________________________。 2+ ②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是:滴加 H2O2 溶液,稍加热:Fe 转化完全后,慢慢 加入 Cu2(OH)2CO3 粉末,搅拌,以控制溶液 pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫 酸酸化滤液至 pH=1。控制溶夜 pH=3.5 的原因是________________________。 ③步骤Ⅲ的目的是得到 CuSO4· 2O, 5H 操作是__________________________________, 过滤,水浴加热烘干。水浴加热的特点是__________________________________。 ⑵.探究氧化铜性质 ①取 A、B 两支试管,往 A 中选加入适量 CuO 粉末,再分别向 A 和 B 中加入等体积 的 3% H2O2 溶液,只观察到 A 中有大量气泡,结论是 __________________________________。 ②为探究试管 A 中反应的速率,收集气体并没定其体积必需的实验仪器有 ______________________________________________________。 答案: ⑴.①溶于水,过滤。 3+ 2+ ②在此条件下 Fe 被沉淀并保证 Cu 不被沉淀。 ③小心蒸发浓缩后,冷却结晶。 加热温度不会超过 100℃,加热温度改变较缓慢 ⑵.①CuO 对 H2O2 的分解反应有催化作用。 ②盛满水的洗气瓶(或量气瓶) 、量筒、导气管。 5. 某化学课外活动小组,从化学手册上查得硫酸铜在 500℃以上按下式分解:CuSO4 CuO

+SO2↑+SO3↑+O2↑,便决定设计一验证性实验探索测定反应产生的 SO2、SO3 和 O2 的物 质的量,并经计算以此确定该条件下 CuSO4 分解反应方程式中各物质的化学计量数。实 验可能用到的仪器如下图所示:

实验测得数据及有关结果如下: ①准确称取 6.0g 无水 CuSO4;②干燥管总质量在实验结束时增加了 2.4g;③测出量筒中 水的体积后,折算成排水的气体,在标准状况下的体积为 280mL;④实验结束时,装置 F 中的溶液变为 NaHSO4 溶液(不含其他杂质)。 试回答下列问题: ⑴.按装置从左至右的方向,各仪器接口连接顺序为________________________(填序 号) 。 ⑵.装置 F 的作用是____________________________________________。 ⑶.装置 D 的作用是____________________________________________。 ⑷.确定装置 E 的进、出口的原则是:__________________________________。 ⑸.首先应计算的是物质__________的体积;通过计算,推断出该条件下反应的化学方 程式:___________________________________________________________________。 ⑹.该实验设计中,可能给测定带来误差最大的装置是__________(填代号) 。 答案: ⑴.①⑨⑩⑥⑤③④⑧⑦② ⑵.吸收 SO3 放出等物质的量的 SO2 ⑶.干燥 SO2 和 O2 ⑷.短进长出 ⑸.O2 3CuSO4


3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑

⑹.B、E 6. 硫酸铜的制备实验是无机化学实验教学中一个必做实验,某研究性学习小组设计了如下 两个实验方案: 实验一:因铜不能与稀硫酸直接反应,实验中以浓硝酸分次加入到铜和稀硫酸的混合液 中,加热使之完全反应,通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。 ⑴.浓硝酸所起的作用是______________________________。 ⑵.该反应的原理是(用化学方程式表示)__________________________________。 ⑶.为了吸收反应产生的尾气,设计了下列尾气的处理装置,其中合理的是__________ (填装置序号) ,选择的吸收液是____________________(填序号) 。 供选择的装置:

供选择的吸收液: A.浓 H2SO4 B.H2O C.NaOH D.饱和食盐水 实验二: 以空气为氧化剂的一步氧化法,将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,其 反应原理为 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,但反应速率太小,当升高温度到 80~90℃, 反应仍然缓慢。 如在铜粉和稀硫酸的混合物中加入少量 Fe2(SO4)3 溶液, 则速率明显加快。 ⑷.用离子方程式表示速率明显加快的原理__________________________________。 Fe2(SO4)3 的作用是____________________________________________。 3+ ⑸.得到的混合液用__________调节 pH=2~4,使 Fe 形成 Fe(OH)3 沉淀而除去,且 Fe(OH)3 可以循环使用。 ⑹.请根据以上内容,对这两个实验方案进行评价,填下表:

答案: ⑴.氧化剂 ⑵.Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2↑+2H2O 或 3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+ 4H2O ⑶.B、C C 3+ 2+ 2+ 2+ + 3+ ⑷.2Fe +Cu=Cu +2Fe 、4Fe +2 +4H =4Fe +2H2O 催化剂 ⑸.CuCO3 或 CuO ⑹.

7. 某化学课外小组用含铜 96%的废铜屑制取胆矾(五水合硫酸铜) 。将铜屑放入稀硫酸中, 加热并不断鼓入空气,在氧气作用下便生成硫酸铜。 ⑴.写出生成硫酸铜的化学方程式__________________________________。 ⑵.现用 1kg 这种废铜屑理论上能制取胆矾多少千克?

⑶.将胆矾与生石灰、水按质量比依次为 1︰0.56︰100 混合配制成无机铜杀菌剂波尔 多液 2+ 2+ ① 此波尔多液中 Cu 离子和 Ca 离子的物质的量比为__________(最简整数比) 。 ② 波尔多液有效成分的化学式可表示为 CuSO4·xCu(OH)2·Ca(OH)2,此种配比当 x =1 时,试确定 y 的数值。 答案: ⑴.2Cu+O2+2H2SO4→2CuSO4+2H2O ⑵.3.75(kg) ⑶.①2︰5 y=4 8. 镁条投入 5mL 0.2mol/L CuSO4 溶液中,其表面立即有气泡产生,周围有红色固体出现; 片刻后底部又有大量白色沉淀生成;待较长时间后,若镁条过量,兰色固体消失,有白 色沉淀生成,气泡继续产生,而红色质量没有明显增加。写出反应中的全部离子反应方 程式: ________________________________解释实验中兰色沉淀消失和白色沉淀生成的原因: ____________________________________________________________________。 答案: + 2+ 2+ 2+ 2+ - Mg+2H =Mg +H2↑ Mg+Cu =Mg +Cu Cu +2OH =Cu(OH)2↓ 2+ - 2+ - Mg +2OH =Mg(OH)2↓ Cu(OH)2=Cu +2OH Ksp(Mg(OH) )<Ksp(Cu(OH) ) 2+ - 随着[Mg ]增大,Mg(OH)2 开始沉淀,而使[OH ]减少,则 Cu(OH)2 溶解。 9. 将蓝矾放在一个可以称出质量的容器内加热,固体质量随温度变化的关系如右图所示, 纵坐标是固体的相对质量,写出固体质量发生突变时的化学反应方程式:
2 2

答案: CuSO4·5H2O=CuSO4·3H2O+2H2O CuSO4·3H2O=CuSO4·H2O+2H2O CuSO4·H2O=CuSO4+H2O 2CuSO4=CuSO4·CuO(Cu2OSO4)+SO3(SO2+1/2O2) CuSO4·CuO=2CuO+SO3 4CuO=2Cu2O+O2 10. 我国古代文明也包括化学。晋代炼丹家葛洪所著《抱朴子》一书中,曾记录了“以曾青 涂铁,铁赤如铜”的现象。这里的“曾青”是指 。这句话的意思从化学的角 度理解是 。 答案: 2+ 2+ 铜盐溶液 铁置换了铜(Fe+Cu =Fe +Cu) 11. 三国时代,诸葛亮领兵南征孟获,遇到了“哑泉” ,士兵饮后致哑,腹痛,甚至死亡。又 有一“安乐泉”饮后可解“哑泉”之毒。1995 年 10 月国内某报刊报道,经科研人员研 究, “哑泉”水中溶有 CuSO4, “安乐泉”水质偏碱性。下列有关说法可能符合题意的是 ( )A 2+ ①“哑泉”之毒是由于水中的 Cu 使人体中的蛋白质变性

②“哑泉”之毒是由于水中的 SO4 使人体中的蛋白质变性 2+ ③“哑泉”之毒是由于水中的 Cu 水解显酸性使人体中的蛋白质变性 2+ - ④“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为 Cu +2OH =Cu(OH)2↓ A.①④ B.②④ C.③ D.均不正确 12. 将 25.0g 胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而 变化的曲线如下图。

2-

请认真分析上图,填写下列空白: ⑴.30℃~110℃间所得固体的化学式是__________,650℃~1000℃间所得固体的化学 式是__________,温度高于 1000℃后所得固体的化学式是__________; ⑵.常温下无水硫酸铜__________(选填“可以”或“不可以” )用作干燥剂,进行硫 酸铜晶体结晶水含量测定实验时,温度应控制在__________范围内。 答案: ⑴.CuSO4·3H2O CuO Cu2O ⑵.可以 260℃~650℃ 13. 仔细阅读给 CuSO4·5H2O 晶体加热过程中依次发生的如下反应: CuSO4·5H2O 4CuO CuSO4+5H2O 2Cu2O+O2 CuSO4 2SO3 CuO+SO3 2SO2+O2

今取 25.0g CuSO4·5H2O 晶体加热,使之均匀、缓慢升温至 1000℃,并恒温 1h。请回答 下列问题: ⑴.最终所得固体的颜色为__________,质量为__________g。 ⑵.不考虑实验带来的误差,在反应条件下,反应后的除去水后的气态产物,物质的量 可能为(填写下列选项) 。 A.0 B.0.1mol C.大于 0.1mol ⑶.⑵问中除上述三个选项外,你认为更准确的范围应该是什么?并予以说明。 ⑷.如果某同学做此实验时,最后固体质量为 7.6g,试通过计算判断该固体由什么物质 组成,其物质的量是多少? 答案: ⑴.红(或砖红) 7.2

⑵.C ⑶.CuO 分解生成 0.025mol O2,SO3 分解是可逆反应,故 SO3 分解产生的 O2 与 SO2、SO 之 和大于 0.1mol,小于 0.15mol,所以气体的总物质的量大于 0.125mol,小于 0.175mol ⑷.CuO:0.05mol Cu2O:0.025mol


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