Question

19．硫酸銅晶體俗稱“膽礬”，在無機(jī)化工及生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用．某課外研究小組的同學(xué)用粗銅粉設(shè)計(jì)了兩種制備膽礬的途徑：

（1）分別寫出兩種途徑涉及的化學(xué)方程式：
途徑Ⅰ2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O
途徑ⅡCu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）途徑II中，若銅還有剩余，硫酸是否消耗完畢：否（填“是”或“否”）．其理由是因隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸變稀，而稀H₂SO₄不與Cu反應(yīng)，故H₂SO₄不會耗完
設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論，寫出你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理（用化學(xué)方程式表示）H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑．
（3）比較制取膽礬的兩種途徑，途徑Ⅰ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
①產(chǎn)生等量膽礬，途徑I消耗硫酸少②途徑I不產(chǎn)生污染大氣的氣體．

Answer 1

分析 （1）途徑Ⅰ由銅與稀硫酸與氧氣反應(yīng)生成硫酸；途徑Ⅱ由銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫的反應(yīng)；
（2）途徑Ⅱ隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變稀，反應(yīng)停止；利用稀硫酸與活潑金屬生成氫氣檢驗(yàn)稀硫酸；
（3）途徑Ⅱ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體．

解答 解：（1）途徑Ⅰ由銅與稀硫酸與氧氣反應(yīng)生成硫酸，反應(yīng)為：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；途徑Ⅱ由銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，反應(yīng)為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）濃硫酸與銅發(fā)生反應(yīng)Cu+2H₂SO₄（濃）Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度逐漸降低，稀硫酸與銅不反應(yīng)，則硫酸不能消耗完畢，稀硫酸與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣，可想溶液中加入足量的鐵粉，H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑，檢驗(yàn)生成的氣體即可；
故答案為：否；因隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸變稀，而稀H₂SO₄不與Cu反應(yīng)，故H₂SO₄不會耗完；H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑；
（3）比較反應(yīng)的兩個(gè)途徑，途徑Ⅱ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體；
故答案為：產(chǎn)生等量膽礬，途徑I消耗硫酸少；途徑I不產(chǎn)生污染大氣的氣體．

點(diǎn)評 考查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備方案設(shè)計(jì)與綠色化學(xué)等，難度中等，注意實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)理論正確、操作簡單可行、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、綠色環(huán)保．