Question

8．甲、乙兩個化學研究小組的同學對生活中的一些金屬材料，進行了一系列的研究．
（1）甲組同學收集了一些廢銅屑，他們欲用這些廢銅屑制取硫酸銅，設計了如下兩個方案：
方案1：Cu $→_{△}^{O_{2}}$ CuO$→_{△}^{稀硫酸}$CuSO₄
方案2：Cu$→_{△}^{濃硫酸}$CuSO₄[已知Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O]
從綠色化學的觀點出發，上述兩個方案中，你認為合理的是方案1．對比兩個方案，簡述你的選擇理由方案2會產生污染環境的SO₂氣體．
（2）乙組同學收集了一些古代的銅質錢幣，并對表面的綠色物質進行了研究．通過查閱資料得知，該綠色物質俗稱銅綠，主要成分Cu₂（OH）₂CO₃．
①乙組同學通過實驗，得出銅銹蝕的一般條件是：銅與空氣中的氧氣、水共同作用的結果．對于這個結論你認為還應補充的一個重要影響因素是二氧化碳的參與．
②取一定量的堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]放入盛有一定質量稀硫酸的燒杯中，恰好完全反應后過濾，得到160g CuSO₄的不飽和溶液．再向該溶液中逐滴加入溶質質量分數為10%的NaOH溶液，產生沉淀的質量與所滴入NaOH溶液質量的關系曲線如圖所示．當滴入10%的NaOH溶液120g時（即B點），試通過計算，求此時所得不飽和溶液的質量（計算結果精確至0.1g）．

Answer 1

分析 （1）從保護環境的角度看，要求對反應生成物是否污染空氣進行判斷；根據反應的化學方程式，不難判斷方案2中二氧化硫會污染空氣．
（2）①根據銅銹的成分結合質量守恒定律來進行解答；
②將氫氧化鈉溶液加入到溶液中后，氫氧化鈉要和硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，所以可以根據氫氧化鈉的質量結合化學方程式可求算出氫氧化銅沉淀的質量，及一步求解所得不飽和溶液的質量．

解答 解：（1）從Cu+2H₂SO₄═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，方案2中放出的有毒氣體二氧化硫會造成對空氣的污染，因此，從保護環境的角度來看，方案2就不夠合理，所以選用方案1．
故答案為：1；方案2會產生污染環境的SO₂氣體．
（2）①根據銅銹的成分結合質量守恒定律可以知道在銅銹中含有碳元素，所以在反應物質中應該含有碳元素，結合銅所處的環境可以判斷反應物中還應該含有二氧化碳；
②由圖可知，當加入80g質量分數為10%的NaOH溶液時，恰好完全反應，其中含有的氫氧化鈉的質量為：80g×10%=8g；
設生成硫酸鈉的質量為x
2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
80                       98
8g                       x
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{x}$
解得：x=9.8g
所得不飽和溶液的質量為：160g+120g-9.8g=270.2g
故答案為：二氧化碳的參與；270.2g

點評 性質決定用途，組成及結構決定性質；根據物質的組成與結構分析性質不同可相同的原因；比較兩方案的優缺點可從是否節約原料、能源、是否產生污染物、操作是否簡單分析．