Question

18．已知甲酸銅遇水易水解而具有還原性．實驗室制備甲酸銅晶體[Cu（HCOO）₂•4H₂O]的流程如下：

請回答下列問題：
（1）研磨時應該將固體原料放在（填儀器名稱）研缽中；制備Cu₂（OH）₂CO₃時需要用到70℃～80℃的熱水溶解小蘇打和膽礬的混合物，其目的是加快反應速率，并防止NaHCO₃分解．
（2）寫出用小蘇打、膽礬制備Cu₂（OH）₂CO₃的離子方程式2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；
實際操作中的小蘇打與膽礬的物質(zhì)的量之比大于2：1，原因是NaHCO₃易分解、過量的NaHCO₃可以維持堿性．
（3）操作a的名稱是過濾．
（4）證明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已經(jīng)洗滌干凈的實驗方法是取最后濾出的洗滌液少許于試管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若無明顯現(xiàn)象（或“無白色沉淀”），說明已洗滌干凈．
（5）實驗中用無水乙醇洗滌產(chǎn)物的目的是減少甲酸銅晶體的損失．

Answer 1

分析 膽礬與小蘇打研磨后在70℃～80℃的熱水中溶解得到Cu₂（OH）₂CO₃，反應的化學方程式為：2[CuSO₄•5H₂O]+4NaHCO₃═Cu₂（OH）₂CO₃↓+2Na₂SO₄+11H₂O+3CO₂↑，過濾、洗滌提堿式碳酸銅固體，堿式碳酸銅固體與甲酸在50℃的熱水中攪拌，趨熱過濾，將濾液冷卻，再減壓過濾，并用無水乙醇洗滌得甲酸銅晶體，
（1）研磨固體應在研缽中進行，適當加熱可以加快反應速率，但要防止碳酸氫鈉分解，所以可以用70℃～80℃的熱水溶解小蘇打和膽礬的混合物；
（2）小蘇打、膽礬反應生成Cu₂（OH）₂CO₃、硫酸鈉和二氧化碳，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式；由于碳酸氫鈉易分解，所以反應中碳酸氫鈉要過量一點，同進過量的碳酸氫鈉可以使溶液維持堿性；
（3）操作a是分離固體和液體的操作；
（4）證明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已經(jīng)洗滌干凈可以根據(jù)洗滌濾液中沒有硫酸根離子判斷；
（5）甲酸銅能溶于水，洗滌時要減少甲酸銅的損失，據(jù)此選擇洗滌試劑；

解答 解：膽礬與小蘇打研磨后在70℃～80℃的熱水中溶解得到Cu₂（OH）₂CO₃，反應的化學方程式為：2[CuSO₄•5H₂O]+4NaHCO₃═Cu₂（OH）₂CO₃↓+2Na₂SO₄+11H₂O+3CO₂↑，過濾、洗滌提堿式碳酸銅固體，堿式碳酸銅固體與甲酸在50℃的熱水中攪拌，趨熱過濾，將濾液冷卻，再減壓過濾，并用無水乙醇洗滌得甲酸銅晶體，
（1）研磨固體應在研缽中進行，適當加熱可以加快反應速率，但要防止碳酸氫鈉分解，所以可以用70℃～80℃的熱水溶解小蘇打和膽礬的混合物，
故答案為：研缽；加快反應速率，并防止NaHCO₃分解；
（2）小蘇打、膽礬反應生成Cu₂（OH）₂CO₃、硫酸鈉和二氧化碳，反應的離子方程式為2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；由于碳酸氫鈉易分解，所以反應中碳酸氫鈉要過量一點，同進過量的碳酸氫鈉可以使溶液維持堿性，
故答案為：2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；NaHCO₃易分解、過量的NaHCO₃可以維持堿性；
（3）操作a是分離固體和液體的操作，可以用過濾，
故答案為：過濾；
（4）證明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已經(jīng)洗滌干凈可以根據(jù)洗滌濾液中沒有硫酸根離子判斷，方法是取最后濾出的洗滌液少許于試管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若無明顯現(xiàn)象（或“無白色沉淀”），說明已洗滌干凈，
故答案為：取最后濾出的洗滌液少許于試管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若無明顯現(xiàn)象（或“無白色沉淀”），說明已洗滌干凈；
（5）甲酸銅能溶于水，洗滌時要減少甲酸銅的損失，所以用無水乙醇洗滌，
故答案為：減少甲酸銅晶體的損失．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，題目難度不大，注意掌握物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用．