Question

銅及其化合物在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用．某研究小組用Fe₂（SO₄）₃作催化劑，使銅在7.4%-14.5% 的稀硫酸中于60-95℃下通入熱空氣氧化，直接制備硫酸銅．請回答下列問題：
（1）與用銅和濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅相比，利用該法的優(yōu)點是

 

．
（2）請用有關(guān)離子方程式表示Fe₂（SO₄）₃在該過程中起到催化劑的作用：

 

、

 

．
（3）在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀．請寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（4）利用CuSO₄溶液與Na₂CO₃溶液反應(yīng)可制備新型木材防腐劑Cu₂（OH）₂CO₃．多次實驗發(fā)現(xiàn)所得藍(lán)色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多雜質(zhì)Cu（OH）₂或Cu₄（OH）₆SO₄．已知Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃、Cu₄（OH）₆SO₄均難溶于水，易溶于強酸；分解溫度依次為80℃、200℃、300℃．請設(shè)計實驗方案檢驗懸濁液中是否含有Cu（OH）₂或Cu₄（OH）₆SO₄．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）銅與濃硫酸直接反應(yīng)會生成有毒的二氧化硫氣體，據(jù)此回答即可；
（2）硫酸鐵起到催化作用，即在第一個反應(yīng)中為反應(yīng)物，第二個反應(yīng)中為生成物，據(jù)此解答即可；
（3）硫酸銅具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，產(chǎn)物知道，寫出即可；
（4）證明含有Cu₄ （（OH）₆SO₄，可以證明硫酸根離子的存在設(shè)計實驗驗證；氫氧化銅的存在可以利用加熱懸濁液氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀分析回答．

解答： 解：（1）用此法制取硫酸銅，避免了有毒氣體的產(chǎn)生，且需要溫度不高，故答案為：無污染，耗能少；
（2）Cu與鐵離子反應(yīng)生成銅離子和亞鐵離子，離子反應(yīng)方程式為，2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化生成鐵離子，離子反應(yīng)方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl，離子反應(yīng)方程式為：2Cu²⁺+SO 32-+H₂O+2Cl^-=2CuCl↓+SO 42-+2H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+SO 32-+H₂O+2Cl^-=2CuCl↓+SO 42-+2H⁺；
（4）利用CuSO₄溶液與Na₂CO₃溶液混合反應(yīng)，制備環(huán)保型木材防腐劑 Cu₂（0H）₂C0₃懸濁液，由于條件控制不同使其中混有較多Cu（OH）₂或Cu₄（0H）₆S0₄．實驗驗證雜質(zhì)的存在，可以檢驗是否含硫酸根離子檢驗Cu₄（0H）₆S0₄的存在，加入鹽酸排除其他離子的干擾，加入氯化鋇生成白色沉淀證明含Cu₄（0H）₆S0₄；依據(jù)氫氧化銅受熱分解生成氧化銅黑色沉淀設(shè)計實驗來分析驗證，取少量懸濁液于試管中利用沸水浴加熱試管；試管中有黑色沉淀生成證明含Cu（OH）₂；水浴加熱的目的是避免溫度過高氧化銅分解；
故答案為：加入過量2mol/L的鹽酸溶液，充分振蕩，再滴加幾滴0.1mol/L氯化鋇溶液；有白色沉淀生成；
將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間取出試管觀察；試管中有黑色固體生成．

點評：本題主要考查了物質(zhì)制備的化學(xué)反應(yīng)方程式書寫，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，組成的驗證方法，實驗設(shè)計的方法，是解題關(guān)鍵，題目難度中等．