Question

碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用 m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 表示。实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜

碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用 m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 表示。实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下： Ⅰ.废铜屑制硝酸铜方案1：将铜屑在空气中充分灼烧，残留固体溶于稀硝酸；方案2：如图1(夹持仪器已省略)。将浓硝酸缓慢加到废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。方案3：将方案2中浓硝酸换成稀硝酸，其他不变。Ⅱ.碱式碳酸铜的制备①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液②水浴加热至70 ℃左右③用0.4 mol·L － 1 的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤④用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品请回答下列问题：(1)按方案1实验，必须选择的下列仪器有________(填序号)。 (2)图2中能分别替代图1中B和C装置的是________(填装置序号)。(3)已知：NO＋NO 2 ＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O；2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 3 ＋NaNO 2 ＋H 2 O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收？__________________________。(4)步骤④中洗涤的目的是______________________________________。(5)步骤③过滤后的滤液中含有CO 3 2 — ，检验CO 3 2 — 的方法是_________________________________________________________。(6)测定碱式碳酸铜组成的方法主要有两种：方法1　灼烧法：取34.6 g纯净物 m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 ，在硬质试管里灼烧，将气体产物依次通入足量的浓硫酸、足量的碱石灰中，完全吸收后浓硫酸净增1.8 g，碱石灰净增8.8 g。方法2　还原法：在氢气中加强热，测反应前后固体的质量。①利用上述数据推算碱式碳酸铜的化学式_____________________。②配平化学方程式： m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 ＋________H 2 ________Cu＋________CO 2 ↑＋________H 2 O

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Answer 1

(1)abe　(2)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ　(3)关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气　(4)除去产品表面杂质　(5)取少量滤液于试管中，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，说明滤液中含有CO 3 2 — (6)①Cu(OH) 2 ·2CuCO 3 　②( m ＋ n )　( m ＋ n ) n 　(2 m ＋ n )

(1)灼烧固体需要的仪器有坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、酒精灯；溶解固体需要的仪器有烧杯、玻璃棒。(2)B用作安全瓶，C用于吸收氮的氧化物，替代B和C的装置必须具有吸收氮的氧化物和防倒吸双重功能。Ⅰ、Ⅱ装置能防倒吸，Ⅲ装置烧杯中的下层液体为四氯化碳，氮的氧化物不溶于四氯化碳，不会导致装置内的气压急剧减小，当氮的氧化物从四氯化碳层进入烧碱溶液中，被氢氧化钠溶液吸收，Ⅲ装置既可以防倒吸，又能使氮的氧化物被吸收。(3)根据所给反应方程式知，通入足量的空气，使一氧化氮转化成二氧化氮能被完全吸收。(4)固体产品表面会吸附一些杂质，洗涤可除去碱式碳酸铜表面的杂质。(5)用盐酸和CO 3 2 — 反应生成CO 2 ，再用澄清石灰水检验二氧化碳。(6)①浓硫酸吸收生成的水，碱石灰吸收生成的二氧化碳，则： n (CO 2 )＝8.8/44＝0.2 mol， n (H 2 O)＝1.8/18＝0.1 mol。灼烧碱式碳酸铜的反应方程式为 m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 ( m ＋ n )CuO＋ m H 2 O＋ n CO 2 ↑，故m/n＝0.1/0.2＝1/2。该碱式碳酸铜的化学式为Cu(OH) 2 ·2CuCO 3 。 ②根据题给方程式和氧原子守恒知，氧原子的计量数为(2 m ＋3 n )－2 n ＝2 m ＋ n ，即水的计量数为2 m ＋ n ，由水的计量数推知氢分子的计量数： ＝ m ＋ n ，则化学方程式为 m Cu(OH) 2 · n CuCO 3 ＋( m ＋ n )H 2 ( m ＋ n )Cu＋ n CO 2 ↑＋(2 m ＋ n )H 2 O。