Question

15．實(shí)驗(yàn)室可利用堿式碳酸銅（化學(xué)式：Cu₂（OH）₂CO₃）制備氧化銅，并進(jìn)行碳粉還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)．
①制備氧化銅并檢驗(yàn)產(chǎn)物，裝置如圖1所示（省略?shī)A持儀器）：

步驟一：連接A和B，打開活塞，通入空氣．步驟二：關(guān)閉活塞，連上C和D，開始加熱．
步驟三：在加熱過程中，記錄在B中固體質(zhì)量變化如下表，在t₃時(shí)停止加熱．

加熱時(shí)間（min）	0	T1	T2	T3
B中固體質(zhì)量（g）	6.66	5.20	4.80	4.80

B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃═2CuO+X+CO₂↑X是H₂O．C中試劑是無水硫酸銅．A的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止對(duì)產(chǎn)物檢驗(yàn)造成干擾．選擇t₃時(shí)停止加熱的理由是固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解．
②一定量碳粉還原①中制得的氧化銅并檢驗(yàn)產(chǎn)物，裝置如圖2所示：實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到F中溶液變渾濁，E中的現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色；反應(yīng)完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導(dǎo)致的后果是F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂．
③分析：若①中省略步驟三，對(duì)②中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因．不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳．
因?yàn)榭赡苡孝僦形捶纸獾膲A式碳酸銅在實(shí)驗(yàn)②中分解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，干擾對(duì)炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷．

Answer 1

分析 ①根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析，根據(jù)題中的反應(yīng)原理和裝置C的作用進(jìn)行分析，根據(jù)燒堿有吸水性和潮解后會(huì)與空氣中的二氧化碳反應(yīng)進(jìn)行分析，根據(jù)表中固體質(zhì)量的變化情況進(jìn)行分析；
②根據(jù)氧化銅是黑色粉末，銅是紅色固體進(jìn)行分析，根據(jù)反應(yīng)完全后，僅撤走酒精噴燈，會(huì)使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)發(fā)生改變進(jìn)行分析；
③根據(jù)沒有表中數(shù)據(jù)的變化，不能判斷堿式碳酸銅是否完全分解，對(duì)后面的判斷也會(huì)產(chǎn)生影響等進(jìn)行分析．

解答 解：①依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)不變，然后依據(jù)配平化學(xué)方程式的方法可知，Cu₂（OH）₂CO₃═2CuO+H₂O+CO₂↑，該反應(yīng)是實(shí)驗(yàn)室利用堿式碳酸銅（化學(xué)式：Cu₂（OH）₂CO₃）制備氧化銅，并檢驗(yàn)產(chǎn)物，檢驗(yàn)水常用無水硫酸銅，檢驗(yàn)二氧化碳常用澄清石灰水，需要先檢驗(yàn)水，再檢驗(yàn)二氧化碳，所以C中試劑是無水硫酸銅，空氣中的二氧化碳和水蒸氣會(huì)對(duì)二氧化碳、水蒸氣的檢驗(yàn)造成干擾，所以A燒堿固體的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，固體質(zhì)量不再變化時(shí)，可以認(rèn)為堿式碳酸銅完全分解，t₂，t₃時(shí)固體質(zhì)量不再改變，所以選擇t₃時(shí)停止加熱的理由是：固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解；
②氧化銅是黑色粉末，氧化銅和木炭在高溫的條件下會(huì)生成銅和二氧化碳，銅是紅色固體，所以E中的現(xiàn)象是：黑色粉末變成紅色，反應(yīng)完全后，僅撤走酒精噴燈，會(huì)使試管內(nèi)的溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然降低，澄清石灰水會(huì)倒流入試管內(nèi)，造成試管炸裂，所以反應(yīng)完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導(dǎo)致的后果是：F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；
③通過步驟③中的數(shù)據(jù)比較，可以判斷堿式碳酸銅是否分解完全，如果沒有分解完全，在后面的加熱過程中，堿式碳酸銅會(huì)生成二氧化碳，對(duì)氧化銅和木炭的還原產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾，所以若①中省略步驟三，對(duì)②中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因：不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳．
因?yàn)榭赡苡孝僦形捶纸獾膲A式碳酸銅在實(shí)驗(yàn)②中分解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，干擾對(duì)炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷．
故答案為：①H₂O，無水硫酸銅，水蒸氣和二氧化碳，固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解；
②黑色粉末變成紅色；F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；
③不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳．
因?yàn)榭赡苡孝僦形捶纸獾膲A式碳酸銅在實(shí)驗(yàn)②中分解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，干擾對(duì)炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中各個(gè)步驟和反應(yīng)的作用，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)和題中所給的條件進(jìn)行分析解答．