Question

17．實驗室可利用堿式碳酸銅（化學式：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，裝置如圖1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

①B中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：□Cu₂（OH）₂CO₃═□CuO+H₂O+□CO₂↑請在□中填入配平后的化學計量數(shù)，依次為1、2、1、1．
C中試劑是無水硫酸銅．A的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止對產(chǎn)物檢驗造成干擾．選擇t₃時停止加熱的理由是固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解．
②一定量碳粉還原①中制得的氧化銅并檢驗產(chǎn)物，裝置如圖2所示：實驗過程中，觀察到F中溶液變渾濁，E中的現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色；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F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂．
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

分析 ①根據(jù)質(zhì)量守恒定律進行分析，根據(jù)題中的反應(yīng)原理和裝置C的作用進行分析，根據(jù)燒堿有吸水性和潮解后會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)進行分析，根據(jù)表中固體質(zhì)量的變化情況進行分析；
②根據(jù)氧化銅是黑色粉末，銅是紅色固體進行分析，根據(jù)反應(yīng)完全后，僅撤走酒精噴燈，會使裝置內(nèi)的壓強發(fā)生改變進行分析；
③根據(jù)沒有表中數(shù)據(jù)的變化，不能判斷堿式碳酸銅是否完全分解，對后面的判斷也會產(chǎn)生影響等進行分析．

解答 解：①依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學反應(yīng)前后原子個數(shù)不變，然后依據(jù)配平化學方程式的方法可知，Cu₂（OH）₂CO₃═2CuO+H₂O+CO₂↑，所以在□中填入配平后的系數(shù)，依次為1、2、1、1，該反應(yīng)是實驗室利用堿式碳酸銅（化學式：Cu₂（OH）₂CO₃）制備氧化銅，并檢驗產(chǎn)物，檢驗水常用無水硫酸銅，檢驗二氧化碳常用澄清石灰水，需要先檢驗水，再檢驗二氧化碳，所以C中試劑是無水硫酸銅，空氣中的二氧化碳和水蒸氣會對二氧化碳、水蒸氣的檢驗造成干擾，所以A燒堿固體的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，固體質(zhì)量不再變化時，可以認為堿式碳酸銅完全分解，t₂，t₃時固體質(zhì)量不再改變，所以選擇t₃時停止加熱的理由是：固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解；
②氧化銅是黑色粉末，氧化銅和木炭在高溫的條件下會生成銅和二氧化碳，銅是紅色固體，所以E中的現(xiàn)象是：黑色粉末變成紅色，反應(yīng)完全后，僅撤走酒精噴燈，會使試管內(nèi)的溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強驟然降低，澄清石灰水會倒流入試管內(nèi)，造成試管炸裂，所以反應(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：F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；
③通過步驟③中的數(shù)據(jù)比較，可以判斷堿式碳酸銅是否分解完全，如果沒有分解完全，在后面的加熱過程中，堿式碳酸銅會生成二氧化碳，對氧化銅和木炭的還原產(chǎn)物的檢驗造成干擾，所以若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：不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳．
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，干擾對炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷．
故答案為：①1、2、1、1；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中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；
③不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳．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，干擾對炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷．

點評 在解此類題時，首先分析題中各個步驟和反應(yīng)的作用，然后結(jié)合學過的知識和題中所給的條件進行分析解答．