Question

【題目】氧化亞銅（Cu2O）用途廣泛，實(shí)驗(yàn)室以CuSO4為原料制備Cu2O步驟如下：

預(yù)熱：分別預(yù)熱CuSO4溶液和Na2SO3溶液。

反應(yīng)：在玻璃反應(yīng)器中混合上述兩種溶液，熱水浴，攪拌，同時(shí)控制反應(yīng)液pH。

處理：自然冷卻后過濾，用蒸餾水洗滌4~5次，在80℃真空干燥箱中烘干，保存產(chǎn)品。

已知：Cu2O在潮濕空氣中會(huì)逐漸氧化成CuO。

（1）反應(yīng)原理為2CuSO4+3Na2SO3Cu2O↓+3_+2SO2↑。實(shí)驗(yàn)時(shí)，熱水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是___。

（2）實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)溫度、反應(yīng)液pH對(duì)產(chǎn)物中Cu2O％的影響分別如圖所示：

分析圖像可知：最佳反應(yīng)溫度為____℃，該反應(yīng)溫度的優(yōu)點(diǎn)有①____、②____。最佳反應(yīng)液pH為_，若pH過低，產(chǎn)物中會(huì)有Cu雜質(zhì)，則產(chǎn)物中Cu元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將__（填“偏大”或“偏小”或“不變”）。

（3）產(chǎn)品洗凈的標(biāo)準(zhǔn)是：取最后一次洗滌液，加入____（填試劑名稱）溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則說明已經(jīng)洗凈。

（4）產(chǎn)品烘干及保存要避免和潮濕空氣接觸，原因是____（填化學(xué)方程式）。

（5）工業(yè)上用CuSO4·5H2O制備Cu2O，若得到14.40噸Cu2O和一定質(zhì)量的CuO（假設(shè)生產(chǎn)過程中Cu元素?zé)o損失），其中Cu2O和CuO的質(zhì)量比為12:1，計(jì)算需要CuSO4·5H2O多少噸？寫出計(jì)算過程，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）____

Answer 1

【答案】Na2SO4 受熱均勻，容易控制溫度 100 產(chǎn)物中氧化亞銅的含量最大 反應(yīng)速度快 5.0 偏大 氯化鋇 2Cu2O+O2=4CuO 53.75噸。

【解析】

（1）反應(yīng)前銅、硫、鈉、氧原子個(gè)數(shù)依次為2、5、6、17；反應(yīng)后銅、硫、鈉、氧原子個(gè)數(shù)依次為2、2、0、5；反應(yīng)原理為2CuSO4+3Na2SO3Cu2O↓+3 Na2SO4+2SO2↑。實(shí)驗(yàn)時(shí)，熱水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是：受熱均勻，容易控制溫度。

（2）

分析圖像可知：最佳反應(yīng)溫度為100℃，該反應(yīng)溫度的優(yōu)點(diǎn)有①產(chǎn)物中氧化亞銅的含量最大、②反應(yīng)速度快。pH為5.0時(shí)，產(chǎn)物中氧化亞銅的含量最大，最佳反應(yīng)液pH為5.0，若pH過低，產(chǎn)物中會(huì)有Cu雜質(zhì)，銅是單質(zhì)，只含有銅元素，則產(chǎn)物中Cu元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大。

（3）氯化鋇和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇和氯化鈉。產(chǎn)品洗凈的標(biāo)準(zhǔn)是：取最后一次洗滌液，加入氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則說明沒有硫酸鈉，已經(jīng)洗凈。

（4）產(chǎn)品烘干及保存要避免和潮濕空氣接觸，原因是氧化亞銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，化學(xué)方程式為2Cu2O+O2=4CuO。

（5）

設(shè)氧化銅的質(zhì)量為x，

14.40噸：x=12:1，x=1.2噸，

，

12.8噸+0.96噸=13.76噸

CuSO4·5H2O中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

13.76噸÷25.6%=53.75噸。