Question

【題目】堿式碳酸銅可用于生產(chǎn)木材防腐劑等。工業(yè)上常在含有硫酸銅的廢水中加入碳酸鈉溶液，得到堿式碳酸銅沉淀。

（1）產(chǎn)品生產(chǎn)中加入Na2CO3溶液時(shí)，反應(yīng)液pH對(duì)產(chǎn)品中SO42－的含量以及反應(yīng)液中Cu2＋沉淀效率的影響如圖所示，沉淀時(shí)溶液pH最好控制在_________左右。

（2）實(shí)驗(yàn)探究

Ⅰ.驗(yàn)證堿式碳酸銅的分解產(chǎn)物，可選裝置如圖所示。

甲同學(xué)將裝置按BCA的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置A中盛放的試劑的作用是___________，裝置C中的現(xiàn)象為___________。裝置C、A順序不能顛倒的原因是___________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束，B裝置中粉末完全變黑。關(guān)于黑色物質(zhì)的成分，有人認(rèn)為可能有碳，請(qǐng)從物質(zhì)的物理性質(zhì)和元素守恒角度說(shuō)明此猜想的依據(jù)是_____________。

乙同學(xué)為確認(rèn)該黑色粉末是氧化銅而不是碳粉，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	觀察到的現(xiàn)象	獲得結(jié)論	反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量黑色粉末于試管中，向其中加入足量的稀硫酸，振蕩	_______	黑色粉末均為氧化銅	_______

Ⅱ.丙同學(xué)探究CO還原CuO所得固體產(chǎn)物的成分，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：

資料：CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，固體產(chǎn)物可能有Cu2O（紅色固體）、Cu。

反應(yīng)前	反應(yīng)后
玻璃管和內(nèi)盛氧化銅 粉末的總質(zhì)量為62.0 g	玻璃管和內(nèi)盛紅色 粉末的總質(zhì)量為61.7 g
玻璃管的質(zhì)量為60.0 g

（1）打開(kāi)K，緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，一段時(shí)間后加熱。當(dāng)黑色固體全部變紅后停止加熱，繼續(xù)通入CO氣體直至玻璃管冷卻。

①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可知，CuO中銅元素的質(zhì)量為_________g，紅色固體粉末成分為_________。

②下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是_____________。

A．先通入一會(huì)CO再加熱是為了排凈裝置中的空氣

B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束必須先將玻璃管與虛線框內(nèi)的裝置分開(kāi)，防止溶液倒吸

C．裝置圖中虛線框內(nèi)的裝置既能吸收二氧化碳，又能收集一氧化碳

D．排入到燒杯中的溶液可能顯堿性，也可能顯中性

Ⅲ.工業(yè)上所制得的堿式碳酸銅種類(lèi)較多，其組成表示為：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O。為測(cè)定某種產(chǎn)品的組成，丁同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中有如下步驟：①稱(chēng)取12.0 g的樣品；②高溫分解；③測(cè)出生成CO2的質(zhì)量為2.2 g；④測(cè)出生成水蒸氣的質(zhì)量為1.8 g。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算確定該堿式碳酸銅的化學(xué)式。寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。_______

Answer 1

【答案】 8.5 檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w 白色固體變?yōu)樗{(lán)色 A中澄清石灰水中的水會(huì)對(duì)產(chǎn)物中水的檢驗(yàn)有干擾 碳為黑色且反應(yīng)物中有碳元素 現(xiàn)象：固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色 方程式：略 1.6g Cu2O和Cu ABCD 反應(yīng)后生成的CuO的質(zhì)量為12.0g- 2.2g -1.8g=8.0g

（x+y）CuO ~ x CO2 ~ (y+z) H2O

80(x+y ) 44x 18(y+z)

8.0g 2.2g 1.8g

80(x+y)/8.0g = 44x/ 2.2g = 18(y+z)/ 1.8g

x = y = z

堿式碳酸銅的化學(xué)式為：CuCO3·Cu(OH)2·H2O

【解析】根據(jù)所學(xué)知識(shí)和題中信息知，工業(yè)上常在含有硫酸銅的廢水中加入碳酸鈉溶液，得到堿式碳酸銅沉淀。（1）產(chǎn)品生產(chǎn)中加入Na2CO3溶液時(shí)，反應(yīng)液pH對(duì)產(chǎn)品中SO42－的含量以及反應(yīng)液中Cu2＋沉淀效率的影響如圖所示，沉淀時(shí)溶液pH最好控制在8.5 左右。（2）實(shí)驗(yàn)探究∶Ⅰ.驗(yàn)證堿式碳酸銅的分解產(chǎn)物。甲同學(xué)將裝置按BCA的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置A中盛放的試劑的作用是檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w；裝置C中的現(xiàn)象為白色固體變?yōu)樗{(lán)色。裝置C、A順序不能顛倒的原因是A中澄清石灰水中的水會(huì)對(duì)產(chǎn)物中水的檢驗(yàn)有干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，B裝置中粉末完全變黑。關(guān)于黑色物質(zhì)的成分，有人認(rèn)為可能有碳，請(qǐng)從物質(zhì)的物理性質(zhì)和元素守恒角度說(shuō)明此猜想的依據(jù)是碳為黑色且反應(yīng)物中有碳元素。乙同學(xué)為確認(rèn)該黑色粉末是氧化銅而不是碳粉∶

實(shí)驗(yàn)步驟	觀察到的現(xiàn)象	獲得結(jié)論	反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量黑色粉末于試管中，向其中加入足量的稀硫酸，振蕩	固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色。	黑色粉末均為氧化銅。	CuO＋H2SO4 ＝H2O＋CuSO4

Ⅱ.丙同學(xué)探究CO還原CuO所得固體產(chǎn)物的成分∶資料：CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，固體產(chǎn)物可能有Cu2O（紅色固體）、Cu。（1）打開(kāi)K，緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，一段時(shí)間后加熱。當(dāng)黑色固體全部變紅后停止加熱，繼續(xù)通入CO氣體直至玻璃管冷卻。 ①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可知，CuO中銅元素的質(zhì)量為g，紅色固體粉末成分為∶ CuO ＝ ,x＝1.6g。紅色固體粉末成分為Cu2O和Cu 。②A．先通入一會(huì)CO再加熱是為了排凈裝置中的空氣。故A正確。B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束必須先將玻璃管與虛線框內(nèi)的裝置分開(kāi)，防止溶液倒吸。故B正確。C．裝置圖中虛線框內(nèi)的裝置既能吸收二氧化碳，又能收集一氧化碳。故C正確。D．排入到燒杯中的溶液可能顯堿性，也可能顯中性。故D正確。Ⅲ.工業(yè)上所制得的堿式碳酸銅種類(lèi)較多，其組成表示為：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O。反應(yīng)后生成的CuO的質(zhì)量為12.0g- 2.2g -1.8g=8.0g。

（x+y）CuO → x CO2 →(y+z) H2O

80(x+y ) 44x 18(y+z)

8.0g 2.2g 1.8g

80(x+y)/8.0g = 44x/ 2.2g = 18(y+z)/ 1.8g

x = y = z

堿式碳酸銅的化學(xué)式為：CuCO3·Cu(OH)2·H2O

點(diǎn)睛∶本題主要考查堿式碳酸銅的制備，分解產(chǎn)物以及探究CO還原CuO所得固體產(chǎn)物的成分。