Question

CuO可用作顏料、玻璃磨光劑、有機合成催化劑等．以下是用銅粉氧化法生產CuO的流程圖：

回答下列問題：
（1）寫出溶解過程中的離子方程式

 

．
（2）1：1的H₂SO₄是用1體積98% H₂SO₄與1體積水混合而成．配制該硫酸溶液所需的玻璃儀器除玻璃棒外，還需要

 

．
（3）該工藝會產生一定量的酸性氣體，該氣體是

 

（寫分子式），應加以回收處理．
（4）已知Cu₂O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的穩(wěn)定性比Cu²⁺差．（2Cu⁺

H+

Cu+Cu²⁺）
請你設計一個簡單的實驗檢驗焙燒后固體（假設只含銅的氧化物）中是否含有Cu₂O

 

．
（5）不考慮生產中的損耗，要計算銅粉中Cu的含量，需要測定的數據是

 

和

 

（用文字表示）．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,離子方程式的書寫,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：銅粉焙燒生成Cu₂O、CuO和有機物、水，Cu₂O被氧化生成CuO，CuO和稀硫酸反應生成CuSO₄，溶液中還存在硫酸，硫酸、CuSO₄和Fe發(fā)生置換反應生成FeSO₄，過濾得沉淀Cu，然后洗滌、焙燒、氧化得到CuO，
（1）CuO和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
（2）根據儀器的作用選取儀器；
（3）金屬和濃硫酸反應生成二氧化硫；
（4）氧化亞銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和銅單質，如果將固體加入稀硫酸中有紅色物質生成，就說明含有氧化亞銅；
（5）根據銅原子守恒確定需要測定的數據．

解答： 解：銅粉焙燒生成Cu₂O、CuO和有機物、水，Cu₂O被氧化生成CuO，CuO和稀硫酸反應生成CuSO₄，溶液中還存在硫酸，硫酸、CuSO₄和Fe發(fā)生置換反應生成FeSO₄，過濾得沉淀Cu，然后洗滌、焙燒、氧化得到CuO，
（1）CuO和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，離子方程式為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）配制硫酸時，需要燒杯盛放硫酸溶液，需要量筒量取濃硫酸，所以還需要燒杯、量筒，故答案為：量筒和燒杯；
（3）濃硫酸和金屬反應生成SO₂，SO₂屬于酸性氧化物，能和水反應生成亞硫酸，且SO₂有毒，不能直接排空，所以SO₂要收集處理，故答案為：SO₂；
（4）氧化亞銅和稀硫酸反應生成CuSO₄和Cu，將固體加入稀硫酸中，如果有紅色物質生成，就說明含有氧化亞銅，否則沒有氧化亞銅，其檢驗方法為：取少許樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有，
故答案為：取少許樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有；
（5）計算銅粉中Cu的含量，根據銅原子守恒知，不僅要知道銅粉的質量還要知道最終得到CuO的質量，故答案為：銅粉的質量；最終所得CuO的質量．

點評：本題以銅為載體考查了物質的分離和提純，涉及物質的檢驗、儀器的選取、物質間的反應等知識點，明確原理是解本題關鍵，要從整體上分析工藝流程，知道每一步發(fā)生的反應、物質分離的方法等，題目難度中等．