Question

堿式碳酸銅可表示為：xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O，測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種．
（1）現(xiàn)采用氫氣還原法，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：
①寫出xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是（填入儀器接口字母編號(hào)）：
（a）→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→（l）

③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水．該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為

 

g，化學(xué)式為

 

；
（2）某同學(xué)以氮?dú)獯�替氫氣，并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說(shuō)明理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,氫氣的制取和檢驗(yàn),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）①根據(jù)CuCO₃受熱分解得到CuO和CO₂、Cu（OH）₂受熱分解得到CuO和H₂O，然后氫氣與CuO反應(yīng)生成水，所以xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O與氫氣反應(yīng)的產(chǎn)物有：Cu、CO₂、H₂O，最后根據(jù)將堿式碳酸銅前面系數(shù)定為1，根據(jù)反應(yīng)前后各原子種類和個(gè)數(shù)不變配平．
②本實(shí)驗(yàn)的原理，用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應(yīng)，通過(guò)測(cè)定生成的二氧化碳和水以及反應(yīng)后固體的質(zhì)量來(lái)確定物質(zhì)的組成，為防止空氣中CO₂和H₂O進(jìn)入U(xiǎn)型干燥裝置，可在最后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥裝置來(lái)吸收空氣中的二氧化碳和水；
③根據(jù)化學(xué)方程式生成物之間的質(zhì)量關(guān)系求出x、y、z，根據(jù)生成的水和反應(yīng)物中水的關(guān)系求解水的質(zhì)量．
（2）根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O═（x+y）CuO+xCO₂↑+（y+z）H₂O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成．

解答：解：（1）①xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O與氫氣反應(yīng)的產(chǎn)物有：Cu、CO₂、H₂O，方程式為：xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O+（x+y）H₂═（x+y）Cu+xCO₂+（x+2y+z）H₂O；
②本實(shí)驗(yàn)的原理，用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應(yīng)，通過(guò)測(cè)定生成的二氧化碳和水以及反應(yīng)后固體的質(zhì)量來(lái)確定物質(zhì)的組成，為防止空氣中CO₂和H₂O進(jìn)入U(xiǎn)型干燥裝置，可在最后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥裝置來(lái)吸收空氣中的二氧化碳和水；氫氣流方向的連接順序是a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l；
③xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O+（ x+y）H₂═（x+y）Cu+xCO₂↑+（x+2y+z）H₂O
                                   64（x+y）        44x        18（x+2y+z）
                                   12.7g            4.4g          7.2g

64(x+y)

12.7g

=

44x

4.4g

  解得：y=x

44x

4.4g

=

18(x+2y+z)

7.2g

，解得：z=x
令x=1，則y=1，z=1，則化學(xué)式為CuCO₃?Cu（OH）₂?H₂O，化學(xué)方程式為CuCO₃?Cu（OH）₂?H₂O+2H₂=2Cu+CO₂↑+4H₂O，由化學(xué)方程式可以看出，堿式碳酸銅每1個(gè)水分子能生成4個(gè)水分子，即生成的水中堿式碳酸銅中水占了

1

4

，因此堿式碳酸銅中水的質(zhì)量為：7.2g×

1

4

=1.8g；
（2）根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O=（x+y）CuO+xCO₂↑+（y+z）H₂O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成，故答案為：可行；根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O═（x+y）CuO+xCO₂↑+（y+z）H₂O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成．
答案：
（1）①xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O+（x+y）H₂ 

△   .

（x+y）Cu+xCO₂+（x+2y+z）H₂O
②a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l
③1.8；CuCO₃?Cu（OH）₂?H₂O
（2）可行   根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃?yCu（OH）₂?zH₂O

△   .

（x+y）CuO+xCO₂↑+（y+z）H₂O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成．

點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，關(guān)鍵是配平化學(xué)方程式，要分析出實(shí)驗(yàn)原理及其計(jì)算，能根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．