Question

16．銅是與人類關(guān)系非常密切的常見(jiàn)金屬．
Ⅰ．已知常溫下，在溶液中Cu²⁺穩(wěn)定，Cu⁺易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu⁺═Cu²⁺+Cu．
（1）CuH中H元素化合價(jià)為-1．
（2）目前制備納米級(jí)Cu₂O的一種方法：在氫氧化銅懸濁液中滴入N₂H₄•H₂O水溶液，充分反應(yīng)后即可得到Cu₂O，同時(shí)產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體．上述制備過(guò)程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Cu（OH）₂+N₂H₄•H₂O=2Cu₂O+N₂↑+7H₂O．
（3）一定條件下，在CuSO₄中加入NH₄H反應(yīng)生成氫化亞銅（CuH）．將CuH溶解在足量稀硫酸中，當(dāng)產(chǎn)生6.72L H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.15 mol．
Ⅱ．孔雀石呈綠色，是一種名貴的寶石．其主要成分是xCu（OH）₂•yCuCO₃．某興趣小組為探究孔雀石組成，利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

步驟1：檢查裝置的氣密性，將研細(xì)的樣品置于硬質(zhì)玻璃管中．
步驟2：稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量，打開(kāi)活塞K，鼓入空氣，一段時(shí)間后關(guān)閉．
步驟3：加熱裝置B直至裝置C中無(wú)氣泡產(chǎn)生．
步驟4：打開(kāi)活塞K，繼續(xù)通入一段時(shí)間空氣．
步驟5：冷卻至室溫，稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量．
（1）請(qǐng)補(bǔ)充步驟4操作內(nèi)容：打開(kāi)活塞K，繼續(xù)通入一段時(shí)間空氣．
（2）若無(wú)裝置E，則實(shí)驗(yàn)測(cè)定的x/y的值將偏小（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集了如下數(shù)據(jù)：
A．反應(yīng)前硬質(zhì)玻璃管與樣品的質(zhì)量163.8g
B．反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中殘留固體質(zhì)量20g
C．裝置C實(shí)驗(yàn)后增重2.25g
D．裝置D實(shí)驗(yàn)后增重5.5g
為測(cè)定x/y的值，你認(rèn)為可以選用上述所采集數(shù)據(jù)中的BC、BD、CD （寫(xiě)出所有組合的字母代號(hào)）任一組即可進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果，寫(xiě)出孔雀石組成的化學(xué)式Cu（OH）₂?CuCO₃．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）由題意可知，CuH是氫化亞銅，據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于0判斷；
（2）根據(jù)“在新制Cu（OH）₂濁液中滴入N₂H₄•H₂O水溶液，同時(shí)產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體”判斷反應(yīng)物、生成物，然后寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）據(jù)CuH與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)的離子方程式計(jì)算．
Ⅱ．（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和目的分析，步驟4是反應(yīng)完畢后，需要繼續(xù)通空氣，讓裝置冷卻；
（2）裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式找出與x、y有關(guān)的物質(zhì)質(zhì)量，對(duì)比分析，堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑要測(cè)定x/y，可以測(cè)定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量，即測(cè)定C裝置增重的質(zhì)量和D裝置增重的質(zhì)量或BC、BD裝置質(zhì)量計(jì)算判斷；根據(jù)計(jì)算結(jié)果寫(xiě)出該樣品組成的化學(xué)式．

解答 解：Ⅰ．（1）CuH是氫化亞銅，據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于0可知，H為-1價(jià)，故答案為：-1；
（2）在新制Cu（OH）₂濁液中滴入N₂H₄•H₂O水溶液，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體，根據(jù)化合價(jià)變化，銅離子化合價(jià)降低被還原，能夠被氧化生成無(wú)色無(wú)味的氣體可能為N、O元素，由于氧氣具有氧化性，不可能生成氧化亞銅，所以該氣體只能是氮?dú)�，根�?jù)化合價(jià)升降法配平，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Cu（OH）₂+N₂H₄•H₂O═2Cu₂O+N₂↑+7H₂O，
故答案為：4Cu（OH）₂+N₂H₄•H₂O═2Cu₂O+N₂↑+7H₂O；
（3）CuH與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2CuH+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂↑，生成$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol氫氣時(shí)，參加反應(yīng)的氫離子物質(zhì)的量為0.3mol，所以硫酸的物質(zhì)的量為0.15mol，
故答案為：0.15mol；
Ⅱ．（1）步驟4反應(yīng)完畢后，需要繼續(xù)通空氣，讓裝置冷卻，所以步驟4為：打開(kāi)K₁，繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻，
故答案為：打開(kāi)K₁，繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻；
（2）裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置，D裝置是吸收生成的二氧化碳的，C裝置是吸收生成的水的，如果沒(méi)有裝置E，會(huì)使D裝置質(zhì)量增重偏大，即生成的二氧化碳質(zhì)量偏大，則$\frac{x}{y}$的值會(huì)偏小
故答案為：偏�。�
（3）堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑要測(cè)定x/y的值，可以測(cè)定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量，即測(cè)定C裝置增重的質(zhì)量和D裝置增重的質(zhì)量，故可選CD，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
　　　　　　　　　　　　　　　 18x     44y
                          2.25g      5.5g
則：$\frac{18x}{2.25g}$=$\frac{44y}{5.5g}$，解得：$\frac{x}{y}$=1：1；
若測(cè)出反應(yīng)后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和水的質(zhì)量關(guān)系，可求出$\frac{x}{y}$的值，故可選BC，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
　　　　　　　　　　（x+y）×80   18x
                         20g    2.25g
則：$\frac{（x-y）×80}{20g}$=$\frac{18x}{2.25g}$，解得：$\frac{x}{y}$=1：1；
同樣若已知反應(yīng)后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可求出$\frac{x}{y}$的值．故可選BD，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
                   （x+y）×80        44y
                        20g            5.5g
則：$\frac{（x-y）×80}{20g}$=$\frac{44y}{5.5g}$，解得$\frac{x}{y}$=1：1；
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知該樣品組成的化學(xué)式為：Cu（OH）₂•CuCO₃，
故答案為：BC、BD、CD；Cu（OH）₂•CuCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化合價(jià)計(jì)算、離子方程式書(shū)寫(xiě)以及據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算、物質(zhì)組成的測(cè)量方法，題目難度中等，明確濃硫酸增重的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量、堿石灰增重的質(zhì)量是生成的二氧化碳的質(zhì)量為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>