Question

3．銅銹成分的確定
【查閱資料】
①銅銹的主要成分可以看成是aCu（OH）₂•bCuCO₃．
②Cu（OH）₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物．
③Cu（OH）₂的分解溫度為66℃∽68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃～220℃．
小組同學用熱分析儀對aCu（OH）₂•bCuCO₃固體進行熱分解，獲得相關數(shù)據(jù)，繪成固體質量變化與分解溫度的關系如圖，請根據(jù)圖示回答下列問題：
（1）寫出A B、C D段發(fā)生反應的化學方程式：
AB段：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
CD段：CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑；
（2）BC段固體為氧化銅和碳酸銅；
（3）通過計算可得：a：b=1：1．
（4）若將16.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質量減少了1.6g后質量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應的化學方程式：4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）Cu（OH）₂的分解溫度為66℃～68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃～220℃，可知AB段為氫氧化銅在分解，CD段為碳酸銅在分解．
（2）根據(jù)題干信息來分析BC段的物質組成；
（3）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度進行分析；根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅分解的化學方程式進行分析；
（4）剩余固體加熱到更高溫度固體的質量又會減少，根據(jù)氧化銅中所含的兩種元素可猜想可能是氧化銅中的氧元素轉化為氧氣，根據(jù)計算會發(fā)現(xiàn)氧化銅中氧元素的質量大于固體減少的質量，那么就可能是氧化銅中的部分氧元素轉化為氧氣．

解答 解：（1）Cu（OH）₂的分解溫度為66℃～68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃～220℃．故答案為：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑；
（2）BC端是氫氧化銅已經分解后生成的氧化銅，以及還沒有分解的碳酸銅，故填：氧化銅和碳酸銅；
（3）AB段減少的是水的質量，根據(jù)水的質量可求出氫氧化銅的質量．
設氫氧化銅的質量為x
Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
98              18
x            22.2g-20.4g
$\frac{98}{18}=\frac{x}{22.2g-20.4g}$
x=9.8g
CD段減少的是二氧化碳的質量，根據(jù)二氧化碳的質量可求出碳酸銅的質量．
設碳酸銅的質量為y
CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑
124            44
y          20.4g-16.0g
$\frac{124}{44}=\frac{y}{20.4g-16.0g}$
y=12.4g
x：y=9.8g：12.4g
氫氧化銅的相對分子質量為98，碳酸銅的相對分子質量為124．
a：b=$\frac{9.8g}{98}：\frac{12.4g}{124}$=1：1
故答案為：1：1；
（4）氧化銅加熱后質量又會減少，應該是氧化銅中的氧元素轉化為氧氣，24g氧化銅的氧元素的質量=24g×$\frac{16}{80}×100%$=4.8g，大于2.4g，說明是氧化銅中的部分氧元素轉化為氧氣．
故答案為：4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+O₂↑．

點評 該題為銅綠的知識為線索，考查了多方面的知識，難度較大．