6.某化工廠用石灰石和廢銅屑等設(shè)計生產(chǎn)石青、波爾多液的工藝流程如圖1:
(一)產(chǎn)品制備
(1)流程圖中X的化學(xué)式為CO
2;
(2)反應(yīng)②分兩步進(jìn)行,化學(xué)方程式分別為:
第一步2Cu+O
2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,第二步CuO+H
2SO
4═CuSO
4+H
2O;
(3)硫酸銅的溶解度如表:
溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 14.3 | 17.4 | 20.7 | 25.0 | 28.5 | 33.3 | 40.0 | 55.0 | 75.4 |
蒸發(fā)濃縮后熱溶液經(jīng)處理大量析出晶體,溫度到達(dá)30℃時,剩余硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%;待結(jié)晶完畢后,濾出晶體,用少量冰水洗滌2-3次,用冰水洗滌的目的是:Ⅰ是除去晶體表面的雜質(zhì);Ⅱ是0℃時硫酸銅溶解度小,損失少.
(4)反應(yīng)④中硫酸銅、生石灰和水制備波爾多液,其化學(xué)方程式為:Ⅰ是CaO+H
2O═Ca(OH)
2;Ⅱ是Ca(OH)
2+CuSO
4=CaSO
4+Cu(OH)
2↓.
(二)組成測定
查閱資料得知,石青的化學(xué)式可表示為aCuCO
3•bCu(OH)
2,已知Cu(OH)
2和CuCO
3都能受熱分解,分別生成兩種氧化物,其中Cu(OH)
2的分解溫度為66℃到68℃,CuCO
3的分解溫度為200℃到220℃.為測定其組成,小組同學(xué)稱取石青樣品34.6g,用如圖2裝置進(jìn)行實驗.
(5)洗氣瓶A中氫氧化鈉溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳;B中所裝液體為濃硫酸.
(6)現(xiàn)控制C裝置中的溫度為250℃對石青進(jìn)行熱分解,直至C裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化為止,再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣后,冷卻后裝置D增重1.8g,裝置E增重8.8g.通過計算可得 a:b=2:1.
(7)若缺少F裝置,測得的a:b的值會偏大(選填“偏大”、“偏小”、“不變”).
(三)脫水探究
硫酸銅晶體受熱會逐步失去結(jié)晶水.取純凈CuSO
4•5H
2O固體2.50g,放在如圖2實驗裝置C中進(jìn)行加熱,測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖3所示.
(8)G點固體的化學(xué)式是CuSO
4•H
2O.
(9)H點所得固體的顏色是白色.
(10)將CuSO
4•5H
2O固體加熱到570℃分解后,得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末、硫的一種氧化物和水蒸氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CuSO
4•5H
2O$\frac{\underline{\;570℃\;}}{\;}$CuO+SO
3↑+5H
2O↑.