Question

【題目】堿式碳酸銅可用于有機(jī)催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑，還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)能否得到堿式碳酸銅？某班同學(xué)進(jìn)行相關(guān)探究。

【沉淀制備】

稱取12.5 g膽礬溶于87.4 mL蒸餾水中，滴4滴稀硫酸，充分?jǐn)嚢韬蟮玫紺uSO4溶液。向其中加入適量Na2CO3溶液，將所得藍(lán)綠色懸濁液過(guò)濾，用蒸餾水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌。

（1）滴加稀硫酸的作用是 。所得硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

（2）用無(wú)水乙醇洗滌的目的是 。

【實(shí)驗(yàn)探究】

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置，用制得的藍(lán)綠色固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（3）D裝置加熱前，需要首先打開活塞K，用A裝置制取適量N2，然后關(guān)閉K，點(diǎn)燃D處酒精燈。A中產(chǎn)生N2的作用是 ，C中盛裝的試劑應(yīng)是 。

（4）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

（5）若藍(lán)綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2，實(shí)驗(yàn)?zāi)苡^察到的現(xiàn)象是 。

（6）同學(xué)們查閱文獻(xiàn)知：Ksp[CaCO3]＝2.8×10-9，Ksp[BaCO3]＝5.1×10-9，經(jīng)討論認(rèn)為需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來(lái)定量測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，其原因是 。

a．Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強(qiáng)

b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2

c．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

d．吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測(cè)量誤差小

待D中反應(yīng)完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2，其目的是 。若定量分析所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1 g，裝置F中使用Ba(OH)2溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置E的質(zhì)量增加2.7 g，F(xiàn)中產(chǎn)生沉淀19.7 g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為 。

Answer 1

【答案】

（1）抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁；8.0%；

（2）利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走沉淀上面的水；

（3）排除裝置中的空氣，避免干擾；濃硫酸；

（4）NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O；

（5）硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體變黑色，E中白色固體變藍(lán)，F(xiàn)中溶液變渾濁；

（6）b d；讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實(shí)驗(yàn)誤差；2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2；

【解析】

試題分析：（1）為了防止CuSO4溶液水解，生成氫氧化銅沉淀，滴加稀硫酸可以抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁。所得硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=8.0%，故答案為：抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁；8.0%；

（2）乙醇易揮發(fā)，用無(wú)水乙醇洗滌沉淀，可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走沉淀上面的水，故答案為：利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走沉淀上面的水；

（3）藍(lán)綠色固體如果為堿式碳酸銅，受熱分解會(huì)生成氧化銅、二氧化碳和水，空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，乙醇D裝置加熱前，需要用A中產(chǎn)生N2排除裝置中的空氣，避免干擾，C中盛裝的試劑應(yīng)是濃硫酸，防止水蒸氣進(jìn)入陣中D，故答案為：排除裝置中的空氣，避免干擾；濃硫酸；

（4）裝置A中亞硝酸鈉與氯化銨反應(yīng)生成氮?dú)夂吐然�鈉、水，反應(yīng)的離子方程式為NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O，故答案為：NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O；

（5）藍(lán)綠色固體xCuCO3·yCu(OH)2在氮?dú)庵惺軣岱纸馍�成氧化銅、二氧化碳和水，實(shí)驗(yàn)?zāi)苡^察到的現(xiàn)象為，故答案為：硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體變黑色，E中白色固體變藍(lán)，F(xiàn)中溶液變渾濁；

（6）用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來(lái)定量測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，原因?yàn)锽a(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測(cè)量誤差小，故選bd；待D中反應(yīng)完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2，可以讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實(shí)驗(yàn)誤差；B中吸收的是水，水的物質(zhì)的量==0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量 = = 0.1 mol，氧化銅的物質(zhì)的量 = = 0.25 mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.5mol：0.6mol：0.2mol=5：6：2，所以其化學(xué)式為：2CuCO33Cu(OH)2；故答案為：b d；讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實(shí)驗(yàn)誤差；2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2。