Question

5．CuSO₄是一種重要化工原料，其制備和有關性質如圖所示．
（1）途徑①②③，更好體現綠色化學思想的是②
（2）物質Y具有的性質還原性（填“氧化性”或“還原性”）
（3）混合氣體X既能是品紅溶液褪色又能使帶火星木條復燃，則混合氣體X的成分是SO₂與O₂
（4）途徑①所用混酸中H₂SO₃與HNO₃物質的量之比是3：2，并寫出發生反應的離子方程式3Cu³⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）途徑②中Cu與氧氣反應生成CuO，再與硫酸反應生成硫酸銅和水，不生成有毒氣體；
（2）由轉化可知，生成的氫氧化銅轉化為氧化亞銅，Cu元素的化合價降低，則Y中某元素的化合價升高；
（3）硫酸銅分解生成Cu₂O，Cu元素的化合價降低，S元素為最高價不能升高，所以O元素的化合價升高；
（4）發生3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子反應為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，以此來解答．

解答 解：（1）途徑①中Cu與硝酸反應生成有毒的NO氣體、③中銅和濃硫酸反應會生成二氧化硫氣體污染空氣，途徑②的優點：制取等質量膽礬需要的硫酸少、途徑②無污染性氣體產生，更好地體現了綠色化學思想，故答案為：②；
（2）Y可能為葡萄糖或醛，若為葡萄糖，發生C₆H₁₂O₆+2Cu（OH）₂=C₆H₁₂O₇+Cu₂O+2H₂O，Cu元素的化合價降低，則Y中某元素的化合價升高，則Y具有還原性，
故答案為：還原性；
（3）硫酸銅分解生成Cu₂O，Cu元素的化合價降低，S元素為最高價不能升高，所以O元素的化合價升高，即有氧氣生成，發生2CuSO₄═Cu₂O+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，所得混合氣體X中一定有SO₂與O₂，故答案為：SO₂與O₂；
（4）Cu與混酸反應，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子反應為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，從方程式知，硝酸根離子由硝酸提供，氫離子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸為2mol時，硫酸為3mol，用混酸中H₂SO₄與HNO₃物質的量之比最好為3：2，
故答案為：3：2；3Cu³⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

點評 本題考查制備實驗及物質的性質，為高頻考點，把握制備反應原理、物質的性質為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．