Question

【題目】堿式碳酸銅礦石又叫孔雀石。已知堿式碳酸銅粉末不溶于水和醇，用CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)可以得到堿式碳酸銅，為了探究該反應(yīng)得到的堿式碳酸銅的化學(xué)式，某班同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

【堿式碳酸銅的制備】

稱取12.5g膽礬，研細(xì)，滴加4滴稀硫酸，溶于適量蒸餾水中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫紺uSO4溶液。向其中加入適量Na2CO3溶液，充分振蕩，將所得藍(lán)綠色懸濁液靜置后過(guò)濾，依次用蒸餾水、無(wú)水乙醇洗滌所得藍(lán)綠色固體，最后低溫烘干備用。

(1)配制CuSO4溶液時(shí)，滴加稀硫酸的作用是__________________________________。

(2)用無(wú)水乙醇洗滌藍(lán)綠色固體的目的是_____________________________________。

【實(shí)驗(yàn)探究】

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置，用制得的藍(lán)綠色固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)按要求答下列問(wèn)題：

(3)檢查完該裝置的氣密性，裝入藥品后，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前需通入一段時(shí)間氣體N2,然后關(guān)閉彈簧夾K,再點(diǎn)燃A處酒精燈加熱，控制C中導(dǎo)管均勻地產(chǎn)生氣泡。通入N2的作用是____________，N2的電子式為____________。

(4)點(diǎn)燃A處酒精燈后，能觀察到的現(xiàn)象是_________________________________。

(5)裝置C中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

(6)同學(xué)們查閱文獻(xiàn)得知：Ksp[CaCO3]=2.8×10-9,Ksp[BaCO3]=5.1×10-9，經(jīng)討論認(rèn)為用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來(lái)定量測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式會(huì)更好，其原因是_________________(選填下列字母代號(hào))。

a．Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強(qiáng)

b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收 CO2

c．相同條件下,CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

d．吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3,測(cè)量誤差小

(7)若藍(lán)綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2。取干燥后的藍(lán)綠色固體10.84g,煅燒至完全分解后得到8.00g固體及1.08gH2O。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為___________。

Answer 1

【答案】 抑制Cu2+水解，防止所配制的CuSO4溶液變渾濁 除去沉淀表面的水分，以利于晶體的干燥 排盡裝置中的空氣，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾 硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體逐漸變成黑色，B中白色固體變藍(lán),C中溶液變渾濁 Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓ bd 2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2

【解析】（1）氫氧化銅屬于弱堿，所以Cu2+會(huì)發(fā)生水解，配制硫酸銅溶液的時(shí)候，加入硫酸是為了抑制Cu2+的水解。

（2）用無(wú)水乙醇洗滌藍(lán)綠色固體的目的是將固體表面的水換為乙醇，乙醇遠(yuǎn)比水易揮發(fā)，而且沸點(diǎn)和汽化熱都要低，這樣在后續(xù)的干燥過(guò)程中，會(huì)比較容易在低溫下得到干燥的晶體。

（3）通入氮?dú)獾淖饔檬桥懦�裝置內(nèi)的空氣，因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是要定量測(cè)定生成的二氧化碳和水蒸氣的質(zhì)量，原裝置內(nèi)空氣中含有的二氧化碳和水蒸氣會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。氮?dú)獾碾娮邮綖?/span>。

（4）點(diǎn)燃酒精燈后堿式碳酸銅受熱分解為氧化銅、二氧化碳和水蒸氣，所以觀察到的現(xiàn)象是：A中固體變?yōu)楹谏��?/span>B中白色固體變藍(lán)，C中溶液變渾濁。

（5）裝置C中是二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，離子方程式為：Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓。

（6）氫氧化鈣和氫氧化鋇都是強(qiáng)堿，不能說(shuō)哪個(gè)的堿性更強(qiáng)，而且該溶液的主要作用是吸收二氧化碳，只要堿性足夠就可以，不需要太強(qiáng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。氫氧化鋇易溶于水，氫氧化鈣微溶于水，所以氫氧化鋇溶液的濃度遠(yuǎn)大于氫氧化鈣，體積相同的前提下，氫氧化鋇能吸收的二氧化碳的量一定遠(yuǎn)大于氫氧化鈣，選項(xiàng)b正確。根據(jù)Ksp的值，兩者的溶解度差異不大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤。吸收等量的二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)該得到等物質(zhì)的量的碳酸鋇或碳酸鈣沉淀，因?yàn)樘妓徜^沉淀的質(zhì)量一定大于碳酸鈣，這樣測(cè)定的誤差較小，選項(xiàng)d正確。所以答案為bd。

（7）8.00g固體為CuO，其物質(zhì)的量為0.1mol，1.08g水的物質(zhì)的量為0.06mol，得到氫氧根離子的物質(zhì)的量為0.12mol，所以得到堿式碳酸銅中Cu2+：OH- = 5:6，即得到如下結(jié)果：Cu5(OH)6(CO3)a，最后根據(jù)化合價(jià)代數(shù)之和為0，計(jì)算出a=2，所以該化合物為Cu5(OH)6(CO3)2，或者改寫(xiě)為2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3。