14.某化工廠用石灰石和廢銅屑等設(shè)計(jì)生產(chǎn)石青、波爾多液的工藝流程如圖:

一、產(chǎn)品制備
(1)流程圖中X的化學(xué)式為CO2
(2)反應(yīng)②分兩步進(jìn)行,化學(xué)方程式分別為:
         第一步2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,第二步CuO+H2SO4═CuSO4+H2O.
(3)硫酸銅溶液的溶解度如表:
溫度/℃010203040506080100
溶解度/g14.317.420.72528.533.3405575.4
蒸發(fā)濃縮后熱溶液經(jīng)處理大量析出晶體,溫度到達(dá)30℃時(shí),剩余硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%;待結(jié)晶完畢后,濾出晶體,用少量冰水洗滌2-3次,用冰水洗滌的目的是:Ⅰ是除去晶體表面的雜質(zhì);Ⅱ是0℃時(shí)硫酸銅溶解度較小,損失少.
(4)反應(yīng)④中硫酸銅、生石灰和水制備波爾多液,其化學(xué)方程式為:
Ⅰ是CaO+H2O═Ca(OH)2;Ⅱ是Ca(OH)2+CuSO4═CaSO4+Cu(OH)2↓.
二、組成測(cè)定
   查閱資料得知,石青的化學(xué)式可表示為aCuCO3•bCu(OH)2,已知Cu(OH)2和CuCO3都能受熱分解.分別生成兩種氧化物,其中Cu(OH)2的分解溫度為66℃到68℃,CuCO3的分解溫度為200℃到220℃.為測(cè)定其組成,小組同學(xué)稱取石青樣品34.6g,用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(5)洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳;B中所裝液體為濃硫酸.
(6)現(xiàn)控制C裝置中的溫度為250℃對(duì)石青進(jìn)行熱分解,直至C裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化為止,再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣后,冷卻后裝置D增重1.8g,裝置E增重8.8g.通過計(jì)算可得a:b=2:1.
(7)若缺少F裝置,測(cè)得的a:b的值會(huì)偏大(選填“偏大”、“偏小”、“不變”).
三、脫水研究
硫酸銅晶體受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水.取純凈CuSO4•5H2O固體2.50g,放在上圖實(shí)驗(yàn)裝置C中進(jìn)行加熱.測(cè)定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示.
(8)G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CuSO4•H2O.
(9)H點(diǎn)所得固體的顏色是白色.
(10)將CuSO4•5H2O固體加熱到570℃分解后,得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末、硫的一種氧化物和水蒸氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CuSO4•5H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO3↑+5H2O↑.

分析 (1)高溫條件下,碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳;
(2)加熱條件下,銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水;
(3)飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{溶解度}{100g+溶解度}$×100%;
(4)氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,氫氧化鈣和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈣;
(5)氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳;
濃硫酸具有吸水性,可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑;
(6)冷卻后裝置D增重1.8g,說明反應(yīng)生成了1.8g水,裝置E增重8.8g,說明反應(yīng)生成了8.8g二氧化碳,從而可以計(jì)算反應(yīng)生成氧化銅的質(zhì)量,進(jìn)一步可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷;
(7)堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳;
(8)根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算、判斷物質(zhì)的化學(xué)式;
(9)無水硫酸銅是白色固體;
(10)將CuSO4•5H2O固體加熱到570℃分解后,生成氧化銅、三氧化硫和水.

解答 解:(1)流程圖中X的化學(xué)式為CO2
故填:CO2
(2)反應(yīng)②分兩步進(jìn)行,化學(xué)方程式分別為:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H2SO4═CuSO4+H2O.
故填:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO;CuO+H2SO4═CuSO4+H2O.
(3)析出晶體后的溶液是飽和溶液,溫度到達(dá)30℃時(shí),硫酸銅的溶解度是25g,剩余硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{25g}{100g+25g}$×100%=20%;
用冰水洗滌的目的是:Ⅰ是除去晶體表面的雜質(zhì);Ⅱ是0℃時(shí)硫酸銅溶解度小,損失少.
故填:20%;0℃時(shí)硫酸銅溶解度較小,損失少.
(4)反應(yīng)④中硫酸銅、生石灰和水制備波爾多液,其化學(xué)方程式為:Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaO+H2O═Ca(OH)2;Ⅱ是氫氧化鈣和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓.
故填:CaO+H2O═Ca(OH)2;Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓.
(5)洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳;B中所裝液體為濃硫酸.
故填:除去空氣中的二氧化碳;濃硫酸.
(6)解:裝置D增重1.8g,說明生成了1.8g水,裝置E增重8.8g,說明生成了8.8g二氧化碳,
則反應(yīng)生成氧化銅質(zhì)量為:34.6g-1.8g-8.8g=24g,
aCuCO3•bCu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$(a+b)CuO+bH2O+aCO2↑,
                                           80(a+b) 18b    44a
                                              24g        1.8g    8.8g
$\frac{80(a+b)}{24g}$=$\frac{18b}{1.8g}$=$\frac{44a}{8.8g}$,
a:b=2:1.
故填:2:1.
(7)若缺少F裝置,空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)進(jìn)入E中,導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳質(zhì)量偏大,從而導(dǎo)致測(cè)得的a:b的值會(huì)偏大.
故填:偏大.
(8)設(shè)G點(diǎn)固體的化學(xué)式是CuSO4•xH2O,
根據(jù)題意有:CuSO4•5H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4•xH2O+(5-x)H2O,
                                                  160+18x        18(5-x)
                                                    1.78g               0.72g
$\frac{160+18x}{1.78g}$=$\frac{18(5-x)}{0.72g}$,
x=1,
故填:CuSO4•H2O.
(9)H點(diǎn)所得固體是無水硫酸銅,無水硫酸銅的顏色是白色的.
故填:白色.
(10)將CuSO4•5H2O固體加熱到570℃分解后,得到的主要產(chǎn)物是氧化銅、三氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CuSO4•5H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO3↑+5H2O↑.
故填:CuSO4•5H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+SO3↑+5H2O↑.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì),解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì),結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷,從而得出正確的結(jié)論.

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