Question

6．以銅、硫酸、水、空氣等為原料，可用多種方法制取CuSO₄．
（1）試設(shè)計(jì)兩種制取CuSO₄的途徑（用化學(xué)方程式表示）：
①Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
②2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，Cu+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O．
（2）從“綠色化學(xué)“角度（環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益）考慮，大量制取CuSO₄最宜采用上述哪種方法？請選擇并說明原因：乙，無污染物產(chǎn)生，節(jié)約原料．

Answer 1

分析 甲方案：銅與濃硫酸加熱直接反應(yīng)，生成二氧化硫，會污染環(huán)境；
乙方案：由Cu→CuO→CuSO₄，不生成有害氣體，且消耗酸少，以此來解答．

解答 解：（1）①甲方案：濃硫酸與Cu加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，其反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
②乙方案：Cu與氧氣加熱生成CuO，CuO與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，其反應(yīng)方程式為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，Cu+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O；
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，Cu+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O；
（2）甲方案中生成有害氣體，乙方案中不生成有害氣體，且消耗酸少，結(jié)合綠色化學(xué)的理念，
故答案為：乙，無污染物產(chǎn)生，節(jié)約原料．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)，題目涉及物質(zhì)制備方案設(shè)計(jì)、硫酸的性質(zhì)、綠色化學(xué)等知識點(diǎn)，側(cè)重對綠色化學(xué)理論的理解，題目難度不大．