Question

實驗室可利用堿式碳酸銅（化學(xué)式：Cu₂（OH）₂CO₃）制備氧化銅，并進行碳粉還原氧化銅的實驗。

①制備氧化銅并檢驗產(chǎn)物，裝置如下圖所示（省略夾持儀器）：

 步驟一：連接A和B，打開活塞，通入空氣。

 步驟二：關(guān)閉活塞，連上C和D，開始加熱。

 步驟三：在加熱過程中，記錄在B中固體質(zhì)量變化如下表，在t₃時停止加熱。

加熱時間（min）	0	t1	t2	t3
B中固體質(zhì)量（g）	6.66	5.20	4.80	4.80

 B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：  1 Cu₂（OH）₂CO₃2CuO +   1 H₂O +   1 CO₂↑

請在    中填入配平后的系數(shù)       。

C中試劑是       。A的作用是吸收空氣中的            ，防止對產(chǎn)物檢驗造成干擾。選擇t₃時停止加熱的理由是                                   。

②     一定量碳粉還原①中制得的氧化銅并檢驗產(chǎn)物，裝置如下圖所示：

實驗過程中，觀察到F中溶液變渾濁，E中的現(xiàn)象是                      。

反應(yīng)完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導(dǎo)致的后果是                        。

③     分析：若①中省略步驟三，對②中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因。

Answer 1

【答案】

①1、2、1、1  無水硫酸銅   水蒸氣和二氧化碳  固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解 

②黑色粉末變成紅色    F中液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂

③不能確定碳粉還原氧化銅的生成物中是否有二氧化碳。因為可能有①中未分解的堿式碳酸銅，在實驗②中分解，產(chǎn)生二氧化碳氣體，干擾對碳粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷。

【解析】①依據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后各原子的種類和數(shù)目不變，可以確定Cu₂(OH)₂CO₃、CuO、H₂O、CO₂前的化學(xué)計量數(shù)分別是1、2、1、1；實驗產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣兩種氣體，C、D中的試劑分別用于驗證反應(yīng)產(chǎn)物，D中的澄清石灰水用于檢驗反應(yīng)是否產(chǎn)生二氧化碳，則D中的試劑用于檢驗反應(yīng)是否產(chǎn)生水，實驗室中常用無水硫酸銅檢驗水的存在（無水硫酸銅遇水變成藍色）；為了避免玻璃管內(nèi)空氣中的二氧化碳和水蒸氣對實驗產(chǎn)物的檢驗造成干擾，需用A中的氫氧化鈉固體將先空氣中的二氧化碳和水蒸氣除去，然后用除去二氧化碳和水蒸氣的空氣將玻璃管中的空氣排凈；只有確定玻璃管中的固體在加熱過程中質(zhì)量不再減小，才能證明堿式碳酸銅已完全分解；②碳粉和氧化銅在高溫條件下能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：C+2CuO2Cu+CO₂↑，當(dāng)F中的澄清石灰水變渾濁，說明反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，即黑色的氧化銅與碳粉反應(yīng)生成紅色的金屬銅，則E中一定能夠觀察到黑色粉末變成紅色；實驗結(jié)束后，應(yīng)先將導(dǎo)管從試管中移出，再撤走酒精噴燈，若反應(yīng)完全后僅撤走酒精噴燈停止加熱，則會導(dǎo)致F中液體通過導(dǎo)管流入E中，使試管驟冷而炸裂；若①中省略步驟三，①可能有中未分解的堿式碳酸銅在實驗②中分解，產(chǎn)生二氧化碳氣體也會使F中的澄清石灰水變渾濁，因此將無法確定該二氧化碳是否為炭粉還原氧化銅生成的二氧化碳，干擾對炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷。