(2012?泰州二模)堿式碳酸銅的成分有多種,其化學(xué)式一般可表示為xCu(OH)2?yCuCO3
(1)孔雀石呈綠色,是一種名貴的寶石,其主要成分是Cu(OH)2?CuCO3.某興趣小組為探究制取孔雀石的最佳反應(yīng)條件,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)1:將2.0mL 0.50mol?L-1的Cu(NO32溶液、2.0mL 0.50mol?L-1的NaOH溶液和0.25mol?L-1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示體積混合.
實(shí)驗(yàn)2:將合適比例的混合物在表Ⅱ所示溫度下反應(yīng).
實(shí)驗(yàn)記錄如下:
編號(hào) V (Na2CO3)/mL 沉淀情況   編號(hào) 反應(yīng)溫度/℃ 沉淀情況
1 2.8 多、藍(lán)色  
 
1 40 多、藍(lán)色
2 2.4 多、藍(lán)色   2 60 少、淺綠色
3 2.0 較多、綠色   3 75 較多、綠色
4 1.6 較少、綠色   4 80 較多、綠色(少量褐色)
表Ⅰ表Ⅱ
①實(shí)驗(yàn)室制取少許孔雀石,應(yīng)該采用的條件是
n[Cu(NO32]:n(Na2CO3)=2:1、75℃
n[Cu(NO32]:n(Na2CO3)=2:1、75℃

②80℃時(shí),所制得的孔雀石有少量褐色物質(zhì)的原因是
Cu(OH)2受熱分解為CuO
Cu(OH)2受熱分解為CuO

(2)實(shí)驗(yàn)小組為測定上述某條件下所制得的堿式碳酸銅樣品組成,利用下圖所示的裝置(夾持儀器省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

步驟1:檢查裝置的氣密性,將過濾、洗滌并干燥過的樣品置于平直玻璃管中.
步驟2:打開活塞K,鼓入空氣,一段時(shí)間后關(guān)閉,稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量.
步驟3:加熱裝置B直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生.
步驟4:
繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻
繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻

步驟5:稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量.
①裝置A的作用是
除去空氣中的CO2和H2O
除去空氣中的CO2和H2O
;若無裝置E,則實(shí)驗(yàn)測定的x/y的值將
偏小
偏小
(選填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
②某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中采集了如下數(shù)據(jù):
A.反應(yīng)前玻璃管與樣品的質(zhì)量163.8g
B.反應(yīng)后玻璃管中殘留固體質(zhì)量56.0g
C.裝置C實(shí)驗(yàn)后增重9.0g
D.裝置D實(shí)驗(yàn)后增重8.8g
為測定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
BC、BD、CD
(寫出所有組合的字母代號(hào))一組即可進(jìn)行計(jì)算,并根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果,寫出該樣品組成的化學(xué)式
5Cu(OH)2?2CuCO3
5Cu(OH)2?2CuCO3
分析:(1)①根據(jù)表中碳酸鈉的物質(zhì)的量與硝酸銅的物質(zhì)的量關(guān)系及最佳生成堿式碳酸銅溫度完成;
②所制得的孔雀石有少量褐色物質(zhì)是氧化銅,氫氧化銅分解生成了黑色的氧化銅;
(2)步驟4反應(yīng)完畢后,需要繼續(xù)通空氣,讓裝置冷卻;
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛪A石灰的作用分析;
②根據(jù)化學(xué)方程式找出與x、y有關(guān)的物質(zhì)質(zhì)量.
解答:解:(1)①由表中數(shù)據(jù),0.25mol?L-1的碳酸鈉溶液2mL時(shí)生成的堿式碳酸銅最多,此時(shí)n[Cu(NO32]:n(Na2CO3)=2:1;當(dāng)溫度在75℃,生成的堿式碳酸銅最佳,
故答案為:n[Cu(NO32]:n(Na2CO3)=2:1、75℃;
②溫度較高,氫氧化銅分解生成了氧化銅,所制得的孔雀石有少量褐色物質(zhì)是氧化銅,
故答案為:Cu(OH)2受熱分解為CuO;
(2)步驟4反應(yīng)完畢后,需要繼續(xù)通空氣,讓裝置冷卻,
故答案為:繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻;
①裝置A堿石灰是干燥劑,可吸收空氣中的水分,同時(shí)還能吸收空氣中的二氧化碳,防止對(duì)裝置CD增重的數(shù)據(jù)造成影響,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x/y的值會(huì)偏小
故答案為:除去空氣中的CO2和H2O;  偏;
②堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程xCu(OH)2?yCuCO3
  △  
.
 
(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑要測定
x
y
的值,可以測定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量,即測定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
  △  
.
 
(x+y)CuO+xH2O+yCO2
                  18x   44y
                                9g    8.8g
  
18x
9g
=
44x
8.8g

   
x
y
=
5
2
,
若測出反應(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
x
y
的值;故可選BC
xCu(OH)2?yCuCO3
  △  
.
 
(x+y)CuO+xH2O+yCO2
         。▁+y)×80  18x
                      56g       9g

 
(x+y)×80
56
=
18x
9

 
x
y
=
5
2
,
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,可求出出
x
y
的值.故可可選BD
xCu(OH)2?yCuCO3
  △  
.
 
(x+y)CuO+xH2O+yCO2
(x+y)×80                         44y
  56g                              8.8

 
(x+y)×80
56g
=
44y
8.8g
,
 
x
y
=
5
2
,

故答案為:BC、BD、CD   5Cu(OH)2?2CuCO3;
點(diǎn)評(píng):本題考?jí)A式碳酸銅樣品組成,涉及了根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算分析物質(zhì)組成,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.
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