Question

【題目】堿式碳酸銅的成分有多種，其化學式一般可表示為xCu(OH)2·yCuCO3。

(1)孔雀石呈綠色，是一種名貴的寶石，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某興趣小組為探究制取孔雀石的最佳反應條件，設計了如下實驗：

實驗1：將2.0mL 0.50 mol·L—1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L—1的NaOH溶液和0.25 mol·L—1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示體積混合。

實驗2：將合適比例的混合物在表Ⅱ所示溫度下反應。

實驗記錄如下：

表Ⅰ 表Ⅱ

編號	V (Na2CO3)/mL	沉淀情況		編號	反應溫度/℃	沉淀情況
1	2.8	多、藍色		1	40	多、藍色
2	2.4	多、藍色		2	60	少、淺綠色
3	2.0	較多、綠色		3	75	較多、綠色
4	1.6	較少、綠色		4	80	較多、綠色(少量褐色)

①實驗室制取少許孔雀石，應該采用的最佳條件是 。

②80℃時，所制得的孔雀石有少量褐色物質(zhì)的可能原因是 。

(2)實驗小組為測定上述某條件下所制得的堿式碳酸銅樣品組成，利用下圖所示的裝置(夾持儀器省略)進行實驗：

步驟1：檢查裝置的氣密性，將過濾、洗滌并干燥過的樣品置于平直玻璃管中。

步驟2：打開活塞K，鼓入空氣，一段時間后關閉，稱量相關裝置的質(zhì)量。

步驟3：加熱裝置B直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生。

步驟4： (請補充該步操作內(nèi)容)。

步驟5：稱量相關裝置的質(zhì)量。

①裝置A的作用是 ；若無裝置E，則實驗測定的x/y的值將 (選填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

②某同學在實驗過程中采集了如下數(shù)據(jù)：

A．反應前玻璃管與樣品的質(zhì)量163.8g

B．反應后玻璃管中殘留固體質(zhì)量56.0g

C．裝置C實驗后增重9.0g

D．裝置D實驗后增重8.8g

為測定x/y的值，請你選用合適數(shù)據(jù)進行計算，并根據(jù)你的計算結(jié)果，寫出該樣品組成的化學式 。

Answer 1

【答案】

(1)①n[Cu(NO3)2]：n(Na2CO3)=2：1、75℃；

②Cu(OH)2受熱分解為CuO；

(2)繼續(xù)通一段時間空氣至裝置冷卻；

①除去空氣中的CO2和H2O；偏小；

②BC、BD、CD；5Cu(OH)22CuCO3。

【解析】

試題分析：(1)①由表中數(shù)據(jù)，0.25molL-1的碳酸鈉溶液2mL時生成的孔雀石最多，雜質(zhì)最少，此時n[Cu(NO3)2]：n(Na2CO3)=2：1；當溫度在75℃，生成的孔雀石最多，雜質(zhì)最少，故答案為：n[Cu(NO3)2]：n(Na2CO3)=2：1、75℃；②溫度較高，氫氧化銅分解生成了氧化銅，所制得的孔雀石有少量褐色物質(zhì)是氧化銅，故答案為：Cu(OH)2受熱分解為CuO；

(2)步驟4反應完畢后，需要繼續(xù)通空氣，讓裝置冷卻，故答案為：繼續(xù)通一段時間空氣至裝置冷卻；

①裝置A堿石灰是干燥劑，可吸收空氣中的水分，同時還能吸收空氣中的二氧化碳，防止對裝置CD增重的數(shù)據(jù)造成影響，裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入D裝置，D裝置是吸收生成的二氧化碳的，C裝置是吸收生成的水的，如果沒有裝置E，會使D裝置質(zhì)量增重偏大，即生成的二氧化碳質(zhì)量偏大，則x/y的值會偏小，故答案為：除去空氣中的CO2和H2O； 偏��；

②堿式碳酸銅分解的化學方程xCu(OH)2yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑要測定的值，可以測定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量，即測定C裝置增重的質(zhì)量和D裝置增重的質(zhì)量．故可選CD，

xCu(OH)2yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑

18x 44y

9g 8.8g

＝，=，若測出反應后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和水的質(zhì)量關系，可求出的值；故可選BC

xCu(OH)2yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑

(x+y)×80 18x

56g 9g

＝，=，同樣若已知反應后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和二氧化碳的質(zhì)量關系，可求出的值，故可可選BD

xCu(OH)2yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑

(x+y)×80 44y

56g 8.8g

＝，=，故答案為：BC、BD、CD；5Cu(OH)22CuCO3。