Question

【題目】生活中銅器保存不當易生成銅銹，又稱銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅（Cu2(OH)2CO3），堿式碳酸銅是一種用途廣泛的工業(yè)原料。

（1）根據(jù)銅綠的化學式推斷，銅生銹的條件除了水和氧氣外，還需要_________（填化學式）．

（2）銅綠不穩(wěn)定，在加熱的條件下生成氧化銅、水和二氧化碳，寫出該反應(yīng)的化學方程式 ____。

（3）用甲、乙、丙三套裝置組合后檢驗銅綠分解的生成物中有水和二氧化碳，儀器的接口順序為e- ____— __— ___。（資料鏈接：無水硫酸銅遇水變藍色）

（4）用輝銅礦（主要成分為Cu2S，還含有少量Fe2O3、SiO2 雜質(zhì)）制備銅綠流程如下：

①部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的 pH 范圍如下表所示。調(diào)節(jié) pH，使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀，則 pH 的范圍應(yīng)控制在 _____。

氫氧化物	Mn(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
開始沉淀的pH	8.3	2.7	4.4
完全沉淀的pH	9.8	3.7	6.4

②（Ⅱ）因為輝銅礦中含有少量Fe2O3，Fe2O3可與稀硫酸反應(yīng)，故反應(yīng)池中發(fā)生的反應(yīng)還有：

（Ⅰ）2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O。

_____。

③結(jié)晶池中溫度須控制在 70℃-80℃，如果出現(xiàn)_________（填寫實驗現(xiàn)象），說明溫度過高。

（5）為了從某銅綠樣品中制得金屬銅，同時測定堿式碳酸銅的含量。小王同學設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置，回答下列問題：（資料鏈接：無水碳酸銅遇水變藍色）

Ⅰ.實驗開始時，應(yīng)先_________再_________（填序號），觀察到玻璃管中出現(xiàn)紅色固體。

①通入H2 排盡空氣 ②點燃酒精燈加熱

Ⅱ.堿式碳酸銅晶體化學式：CuCO3·Cu(OH)2·2H2O，相對分子質(zhì)量為 258。若樣品為 20g，反應(yīng)結(jié)束后 B、D 裝置分別增重 2.7g 和 2.2g。

計算：①生成二氧化碳 _____g。

②該樣品中堿式碳酸銅晶體的純度。________（寫出計算過程，保留到小數(shù)點后一位）

Answer 1

【答案】CO2 Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O e a b 3.7～4.4 Fe2O3+3H2SO4 =Fe2(SO4)3+3H2O 黑色固體 ① ② 2.2 64.5%

【解析】

（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變，根據(jù)銅綠的化學式可知，銅綠中含Cu、H、O、C，故反應(yīng)物中也應(yīng)含Cu、C、H、O，故銅生銹，一定有含碳元素的物質(zhì)參與了反應(yīng)，空氣中含碳元素的物質(zhì)是二氧化碳，故銅生銹的條件除了水和氧氣外，還需要CO2。

（2）銅綠不穩(wěn)定，在加熱的條件下生成氧化銅、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為： Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O。

（3）無水硫酸銅是一種白色粉末，遇水變藍色，可用來檢驗是否有水。檢驗二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳從長導(dǎo)氣管進入，澄清石灰水中含有水，故先檢驗水是否存在，后檢驗二氧化碳是否存在。故用甲、乙、丙三套裝置組合后檢驗銅綠分解的生成物中有水和二氧化碳，儀器的接口順序為e—-a— b— d。

（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，Fe3+完全沉淀的pH是3.7， Cu2+開始沉淀的pH是4.4，故要使 Fe3+完全沉淀而 Cu2+不沉淀，則 pH 的范圍應(yīng)控制在3.7～4.4。

②（Ⅱ）因為輝銅礦中含有少量 Fe2O3，Fe2O3可與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，故反應(yīng)池中發(fā)生的反應(yīng)還有：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。

③因為堿式碳酸銅不穩(wěn)定，在加熱的條件下生成氧化銅、水和二氧化碳，氧化銅是黑色固體，所以如果有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，說明溫度過高。

（5）Ⅰ.任何可燃性氣體與空氣混合都有一個爆炸極限，在爆炸極限范圍之內(nèi)，遇到明火會發(fā)生爆炸，所以實驗開始時，應(yīng)先通入 H2 排盡空氣，再點燃酒精燈加熱。，故填：①、②；

Ⅱ.裝置B是吸收生成的水，增加的質(zhì)量是生成水的質(zhì)量，裝置D是吸收生成的二氧化碳，增加的質(zhì)量是生成二氧化碳的質(zhì)量。堿式碳酸銅晶體化學式：CuCO3·Cu(OH)2·2H2O，相對分子質(zhì)量為 258。若樣品為 20g，反應(yīng)結(jié)束后 B、D 裝置分別增重 2.7g 和 2.2g。

①則生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g。

②設(shè)樣品中堿式碳酸銅晶體的質(zhì)量為x。

，解得x=1.29g

該樣品中堿式碳酸銅晶體的純度為：=64.5%。