Question

20．銅器久置，表面會生成一層綠色固體，某化學興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進行探究．查閱相關資料后，得知該綠色物質是堿式碳酸銅．該小組同學利用如圖裝置進行實驗，探究堿式碳酸銅的分解產物．
①對試管內的綠色固體進行加熱至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍色，C裝置中澄清石灰水變渾濁．
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀鹽酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色．
③取少量上述藍色溶液于試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質析出．
請回答下列問題：
（1）加熱后試管中剩余的黑色物質是CuO．
（2）寫出該綠色物質受熱分解的化學方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑．
（3）上述實驗步驟③中反應的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺．
（4）實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進入廣口瓶．

Answer 1

分析 ①對試管內的綠色固體進行加熱，B裝置中無水硫酸銅變成藍色，說明分解產物中有水蒸氣，C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明分解產物中有二氧化碳；
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色，則黑色固體為CuO；
③取少量上述藍色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質析出，即析出Cu，所以該綠色固體中含有C、H、O、Cu元素．
（1）由分析可知黑色固體為CuO；
（2）綠色物質是堿式碳酸銅，受熱分解生成氧化銅、二氧化碳、水，；
（3）步驟③中Fe與銅離子反應生成Cu和亞鐵離子；
（4）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進入C，而產生干擾．

解答 解：（1）取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色，則黑色固體為CuO；
故答案為：CuO；
（2）該綠色物質是堿式碳酸銅，其化學式為：Cu₂（OH）₂CO₃，堿式碳酸銅受熱分解生成氧化銅、二氧化碳、水，反應的方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑；
（3）步驟③中Fe與銅離子反應生成Cu和亞鐵離子，其反應的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（4）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進入C，而產生干擾，所以實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進入廣口瓶；
故答案為：防止空氣中的CO₂進入廣口瓶．

點評 本題考查了Cu及其化合物性質、探究物質的組成的實驗，題目難度中等，側重于考查學生對元素化合物性質的應用能力和實驗探究能力．