Question

1．埋藏在地下的青銅器銹蝕過程可表示為：
Cu$\stackrel{O_{2}，Cl-}{→}$CuCl$\stackrel{H_{2}O}{→}$…→X．X由兩種物質(zhì)X₁和X₂組成，X₁和X₂都由四種元素構(gòu)成．
Ⅰ、定性實(shí)驗(yàn)表明：X₁熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂受熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水交渾濁，但兩者均有水珠產(chǎn)生．
Ⅱ、定量測(cè)定X₁和X₂組成：某興趣小組用下圖實(shí)驗(yàn)裝置分別對(duì)X₁和X₂做熱分解實(shí)驗(yàn)（夾持裝置已省去）．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體，裝置B和C的質(zhì)量均增加

試回答下列問題：
（1）X₁、X₂均含有的元素有H、O、Cu．青銅器出土后防止青銅器繼續(xù)銹蝕的關(guān)鍵措施是與H₂O和O₂隔絕．
（2）利用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)對(duì)判斷A裝置中反應(yīng)是否完全進(jìn)行帶來困難，為解決此問題．可將B改為內(nèi)裝濃H₂SO₄的洗氣瓶，判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為洗氣瓶中不再有氣泡冒出．用經(jīng)改裝的裝置．某同學(xué)進(jìn)行正確操作．最終得出的測(cè)定結(jié)果仍有誤差，原因是實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收（回答一點(diǎn)即可）．
（3）在實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下，進(jìn)行X₁的熱分解實(shí)驗(yàn)．經(jīng)測(cè)定．裝置B和C中質(zhì)量增重之比△m（B）：△m（C）=9：22，X₁的化學(xué)式Cu₂（OH）₂CO₃ ．X₁熱分解的化學(xué)方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂
（4）若測(cè)得X₂中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.67%，則X₂的化學(xué)式為Cu₂（OH）₃Cl．

Answer 1

分析 （1）X₁和X₂兩者受熱分解均有水珠產(chǎn)生，對(duì)X₁和X₂做熱分解實(shí)驗(yàn)均殘留黑色固體，據(jù)此判斷含有的元素，產(chǎn)物是銅銹，它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)，又稱銅銹（銅綠），防止青銅器接觸潮濕的空氣，和一些具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)；
（2）B裝置改為洗氣瓶裝置，依據(jù)氣體冒出的現(xiàn)象判斷是否反應(yīng)完全；
（3）X₁熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產(chǎn)生，說明都是堿式鹽；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，X由兩種物質(zhì)X₁和X₂組成，且都由四種元素組成，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體判斷為CuO，結(jié)合原子守恒計(jì)算得到；
（4）先通過定性實(shí)驗(yàn)判斷X1和X2的元素組成，加熱分解均有水珠生成，說明都是堿式鹽，X1受熱分解產(chǎn)生CO₂氣體，說明X₁中含有CO₃^2-，因此X₁的組成可表示為Cu_z（OH）_x（CO₃）_y，X₂（由4種元素構(gòu)成）受熱分解無CO₂氣體生成，根據(jù)結(jié)構(gòu)CuCuClCu₂O-→X，可推測(cè)X₂中含有的另一元素為Cl，X₂的組成可表示為Cu_z（OH）_xCl_y．

解答 解：（1）X₁和X₂兩者受熱分解均有水珠產(chǎn)生，據(jù)此可判斷X₁和X₂中均含有的H、O元素，對(duì)X₁和X₂做熱分解實(shí)驗(yàn)均殘留黑色固體，說明都有Cu元素，產(chǎn)物是銅銹，它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)，又稱銅銹（銅綠），防止青銅器接觸潮濕的空氣，和一些具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)；
故答案為：H、O、Cu；與H₂O和O₂隔絕；
（2）利用上述裝置進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)判斷A裝置中反應(yīng)是否完全進(jìn)行帶來困難，為解決此問題，依據(jù)氣體冒出的現(xiàn)象判斷是否反應(yīng)完全，要對(duì)B裝置進(jìn)行改裝，換做盛有濃硫酸的洗氣瓶，當(dāng)瓶內(nèi)到期滾無氣泡冒出說明反應(yīng)完全，最終得出的測(cè)定結(jié)果仍有誤差的原因?yàn)椋簩?shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收；
故答案為：洗氣瓶中不再有氣泡冒出；實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收；
（3）X₁熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產(chǎn)生；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，物質(zhì)的量之比為：n（H₂O）：n（CO₂）=$\frac{9}{18}$：$\frac{11}{44}$=2；1，反應(yīng)分解生成水和二氧化碳，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體為CuO，由四種元素組成，則X₁分解為CuO+2H₂O+CO₂結(jié)合原子守恒得到Cu₂（OH）₂CO₃，Cu₂（OH）₂CO₃熱分解的化學(xué)方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃ ；Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂；
（4）測(cè)得X₂中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.5%（銅元素的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5），X₂熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁，說明不含有碳元素，但有水珠產(chǎn)生說明含有氫元素和氧元素，X₂的組成為Cu_z（OH）_xCl_y，銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為$\frac{63.5z}{M}$×100%=Cu%=59.5%，又根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可得63.5z+17x+35.5y，2z=x+y，解得x：y=3：1，故X₂的化學(xué)式為Cu₂（OH）₃Cl，
故答案為：Cu₂（OH）₃Cl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的分析，物質(zhì)性質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物判斷方法，實(shí)驗(yàn)過程的理解應(yīng)用，化學(xué)式的計(jì)算分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．