Question

【题目】氧化亚铜（Cu2O）用途广泛，实验室以CuSO4为原料制备Cu2O步骤如下：

预热：分别预热CuSO4溶液和Na2SO3溶液。

反应：在玻璃反应器中混合上述两种溶液，热水浴，搅拌，同时控制反应液pH。

处理：自然冷却后过滤，用蒸馏水洗涤4~5次，在80℃真空干燥箱中烘干，保存产品。

已知：Cu2O在潮湿空气中会逐渐氧化成CuO。

（1）反应原理为2CuSO4+3Na2SO3Cu2O↓+3_+2SO2↑。实验时，热水浴加热的优点是___。

（2）实验中，反应温度、反应液pH对产物中Cu2O％的影响分别如图所示：

分析图像可知：最佳反应温度为____℃，该反应温度的优点有①____、②____。最佳反应液pH为_，若pH过低，产物中会有Cu杂质，则产物中Cu元素的质量分数将__（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。

（3）产品洗净的标准是：取最后一次洗涤液，加入____（填试剂名称）溶液，若无白色沉淀产生，则说明已经洗净。

（4）产品烘干及保存要避免和潮湿空气接触，原因是____（填化学方程式）。

（5）工业上用CuSO4·5H2O制备Cu2O，若得到14.40吨Cu2O和一定质量的CuO（假设生产过程中Cu元素无损失），其中Cu2O和CuO的质量比为12:1，计算需要CuSO4·5H2O多少吨？写出计算过程，精确到小数点后两位）____

Answer 1

【答案】Na2SO4 受热均匀，容易控制温度 100 产物中氧化亚铜的含量最大 反应速度快 5.0 偏大 氯化钡 2Cu2O+O2=4CuO 53.75吨。

【解析】

（1）反应前铜、硫、钠、氧原子个数依次为2、5、6、17；反应后铜、硫、钠、氧原子个数依次为2、2、0、5；反应原理为2CuSO4+3Na2SO3Cu2O↓+3 Na2SO4+2SO2↑。实验时，热水浴加热的优点是：受热均匀，容易控制温度。

（2）

分析图像可知：最佳反应温度为100℃，该反应温度的优点有①产物中氧化亚铜的含量最大、②反应速度快。pH为5.0时，产物中氧化亚铜的含量最大，最佳反应液pH为5.0，若pH过低，产物中会有Cu杂质，铜是单质，只含有铜元素，则产物中Cu元素的质量分数将偏大。

（3）氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠。产品洗净的标准是：取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，则说明没有硫酸钠，已经洗净。

（4）产品烘干及保存要避免和潮湿空气接触，原因是氧化亚铜和氧气反应生成氧化铜，化学方程式为2Cu2O+O2=4CuO。

（5）

设氧化铜的质量为x，

14.40吨：x=12:1，x=1.2吨，

，

12.8吨+0.96吨=13.76吨

CuSO4·5H2O中铜元素的质量分数为

13.76吨÷25.6%=53.75吨。