Question

19．堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料．工業(yè)上可用電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制備，
【工業(yè)制備】

【資料查詢】
1．反應(yīng)A中氯酸鈉的作用是將FeCl₂氧化成FeCl₃．
2．Cu²⁺、Fe³⁺生成沉淀時的pH如下：

物 質(zhì)	Cu（OH）2	Fe （OH）3
開始沉淀pH	4.2	1.2
完全沉淀pH	6.7	3.2

（1）濾渣的主要成分是Fe（OH）₃（寫化學(xué)式）．
（2）調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為3.2-4.2．
（3）反應(yīng)B的溫度如過高，則所得藍(lán)綠色產(chǎn)品中可能會出現(xiàn)的黑色固體是CuO（寫化學(xué)式）．
（4）過濾得到的產(chǎn)品可用蒸餾水洗滌，為檢驗是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入AgNO₃，再滴加HNO₃，觀察到無明顯現(xiàn)象   則表明已洗凈．
【組成測定】堿式碳酸銅的組成可表示為：aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O．某研究小組設(shè)計如下實驗裝置．


【資料查詢】：CuCO₃、Cu（OH）₂受熱易分解，各生成對應(yīng)的兩種氧化物．
充分反應(yīng)后測得：①A中樣品質(zhì)量為12.0g，②A中剩余固體質(zhì)量為8.0g，③B裝置增重1.8g，④C裝置增重2.2g．（各裝置均充分吸收，不考慮裝置中空氣的影響）
（5）B中的試劑是c，C中的試劑是d，D中的試劑是a（填字母序號）；
a．堿石灰      b．濃硫酸      c．無水硫酸銅    d．濃NaOH溶液
（6）要計算得出樣品的組成，只需實驗測得四個數(shù)據(jù)中的三個即可，則可行的組合為abcd（填序號，多選少選不給分）．
a．②③④b．①③④c．①②④d．①②③
通過計算可得堿式碳酸銅（aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O）中a：b：c=1：1：1．
（7）D的作用防止空氣中的CO₂進(jìn)入C中．若將D裝置去掉，a值將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)亞鐵離子不容易除去，加入氯酸鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成鐵離子，然后通過控制pH值將鐵離子轉(zhuǎn)化成濾渣氫氧化鐵沉淀除去進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)調(diào)節(jié)的pH值使銅離子不能沉淀，鐵離子開始出現(xiàn)沉淀進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)溫度過高，碳酸銅和氫氧化銅都會分解生成氧化銅進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)檢驗氯離子需要用硝酸酸化的硝酸銀檢驗進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，氫氧化鈉會與二氧化碳反應(yīng)，堿石灰會與二氧化碳和水反應(yīng)進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)樣品的質(zhì)量必須稱量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中兩部分的數(shù)據(jù)，另一部分的數(shù)據(jù)可以通過樣品質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)空氣中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應(yīng)，而使碳酸銅質(zhì)量增大進(jìn)行分析．

解答 解：（1）亞鐵離子不容易除去，加入氯酸鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成鐵離子，然后通過控制pH值將鐵離子轉(zhuǎn)化成濾渣氫氧化鐵沉淀除去，所以濾渣的主要成分是Fe（OH）₃；
（2）調(diào)節(jié)的pH值使銅離子不能沉淀，鐵離子開始出現(xiàn)沉淀，通過分析表中的數(shù)據(jù)可以看出，銅離子在pH值是4.2時，開始沉淀，鐵離子在pH值是3.2時，開始沉淀，所以調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為：3.2-4.2；
（3）反應(yīng)溫度過高，碳酸銅和氫氧化銅都會分解生成氧化銅，所以反應(yīng)B的溫度如過高，則所得藍(lán)綠色產(chǎn)品中可能會出現(xiàn)的黑色固體是CuO；
（4）檢驗氯離子需要用硝酸酸化的硝酸銀檢驗，所以過濾得到的產(chǎn)品可用蒸餾水洗滌，為檢驗是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入硝酸銀，再加入稀硝酸，觀察到?jīng)]有明顯現(xiàn)象，則表明已洗凈；
（5）無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，氫氧化鈉會與二氧化碳反應(yīng)，堿石灰會與二氧化碳和水反應(yīng)，所以B中的試劑是無水硫酸銅，C中的試劑是氫氧化鈉溶液，D中的試劑是堿石灰；
（6）樣品的質(zhì)量必須稱量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中兩部分的數(shù)據(jù)，另一部分的數(shù)據(jù)可以通過樣品質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得，所以可行的組合為：abcd；
充分反應(yīng)后測得：①A中樣品質(zhì)量為12.0g，②A中剩余固體質(zhì)量為8.0g，③B裝置增重1.8g，④C裝置增重2.2g，所以氧化銅質(zhì)量為8g，生成水的質(zhì)量為1.8g，二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，
aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）CuO+（b+c）H₂O+aCO₂↑
                          80（a+b）   18（b+c）  44a
                            8g       1.8g    2.2g
                          $\frac{80（b+c）}{8g}$=$\frac{18（b+c）}{1.8g}$=$\frac{44a}{2.2g}$
                          a：b：c=1：1：1
（7）空氣中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應(yīng)，使氫氧化鈉的質(zhì)量增重偏大，從而使測出的碳酸銅質(zhì)量增大．
故答案為：【工業(yè)制備】（1）Fe（OH）₃；
（2）3.2-4.2；
（3）CuO；
（4）AgNO₃，HNO₃，無明顯現(xiàn)象；
【組成測定】（5）c，d，a；
（6）abcd，1：1：1；
（7）防止空氣中的 CO₂進(jìn)入C中，偏大．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，確定使用的知識點，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中所給的資料進(jìn)行分析解答．