Question

堿式碳酸銅【Cu₂(OH)₂CO₃】是一種用途廣泛的化工原料，實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下：

步驟一：廢銅屑制硝酸銅

如圖，用膠頭滴管吸取濃HNO₃緩慢加到錐形瓶?jī)?nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過量)，充分反應(yīng)后過濾，得到硝酸銅溶液。

步驟二：堿式碳酸銅的制備

向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱至70℃左右，用0．4 mol／L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8．5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。

完成下列填空：

（1）寫出濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式：                                 。

（2）上圖裝置中NaOH溶液的作用是_               。反應(yīng)結(jié)束后，廣口瓶?jī)?nèi)的溶液中，除了含有NaOH外，還有___            _(填寫化學(xué)式)。

（3）步驟二中，水浴加熱所需儀器有__     _、_         (加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外)；

（4）步驟二的濾液中可能含有CO₃^2-，寫出檢驗(yàn)CO₃^2-的方法：

                                                                        

（5）影響產(chǎn)品產(chǎn)量的主要因素有__                      __。

（6）若實(shí)驗(yàn)得到2．42 g樣品(只含CuO雜質(zhì))，取此樣品加熱至分解完全后，得到1．80 g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___                 _。

 

Answer 1

【答案】

（1）Cu+4H⁺+2NO₃^- →Cu²⁺+2NO₂+2H₂O  (2分) 

（2）吸收氮氧化物 （1分）  NaNO₃ （1分）NaNO₂ (1分)

（3）燒杯 (1分) 溫度計(jì)  (1分)

（4）取樣加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有CO₃^2-． (1分)

（5）溫度(1分) PH   (1分) 

（6） 0．92 (2分)

【解析】

試題分析：（2）銅與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氮的氧化物，會(huì)污染空氣，故應(yīng)除去，氮的氧化物能與氫氧化鈉反應(yīng)，

NaOH+NO+NO₂=NaNO₂+ H₂O

2NaOH+2NO₂=NaNO₂+ NaNO₃+H₂O

所以反應(yīng)后溶液中含有NaOH、NaNO₂、 NaNO₃；

（3）水浴加熱需要用溫度計(jì)確定溫度，和盛放的水燒杯；

（4）取樣加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有CO₃^2-；

（5）制備時(shí)需要的兩個(gè)條件，即溫度70℃左右和pH=8．5；

（6）可以假設(shè)樣品中氧化銅和堿式碳酸銅的量，根據(jù)給出的數(shù)據(jù)列出2個(gè)等式計(jì)算。也可以這樣計(jì)算：

加熱時(shí)固體減少的量為堿式碳酸銅分解生成二氧化碳和水的量，把其作為整體，有

n（CO₂、H₂O）=（2．42-1．80）÷（44+18）=0．01mol=n（Cu₂(OH)₂CO₃）

堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=0．01×222÷2．42=0．92 

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)問題。