Question

9．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(guò)量），充分反應(yīng)后過(guò)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0.4mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩，靜置，過(guò)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(xiě)出濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）上圖裝置中NaOH的作用是吸收氮氧化物．
（3）步驟二中，洗滌的目的是洗滌除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉．
（4）步驟二的濾液中可能含有CO₃^2-，檢驗(yàn)CO₃^2-的方法取濾液少許于試管中，向其中滴加稀鹽酸，振蕩，將產(chǎn)生的無(wú)色無(wú)味的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則濾液中含有CO₃^2-．
（5）若實(shí)驗(yàn)得到2.42g樣品（只含CuO雜質(zhì)），取此樣品加熱至分解完全后，得到1.80g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是91.7%．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮與水；
（2）反應(yīng)生成的氮的氧化物是大氣污染氣體，被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染；
（3）堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉，需要洗滌除去；
（4）利用碳酸根與酸反應(yīng)生成氣體，將生成的氣體通過(guò)澄清的石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)；
（5）堿式碳酸銅完全分解得到CuO，令樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則堿式碳酸銅的質(zhì)量為2.42x g，根據(jù)堿式碳酸銅分解方程式，利用差量法列方程計(jì)算．

解答 解：（1）銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮與水，反應(yīng)離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）反應(yīng)生成的氮的氧化物是大氣污染氣體，被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染，所以裝置中NaOH的作用是吸收氮氧化物，故答案為：吸收氮氧化物；
（3）洗滌除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉，
故答案為：洗滌除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉；
（4）檢驗(yàn)碳酸根的方法為：取樣，加入鹽酸，將生成的氣體通入澄清的石灰水，溶液變渾濁，說(shuō)明含有CO₃^2-，
故答案為：取濾液少許于試管中，向其中滴加稀鹽酸，振蕩，將產(chǎn)生的無(wú)色無(wú)味的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則濾液中含有CO₃^2-；
（5）令樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，堿式碳酸銅的質(zhì)量為2.42x g，則：
Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑ 質(zhì)量減少
222                          62
2.42x g                2.42g-1.8g=0.62g
所以，222：62=2.42x g：0.62g
解得x=91.7%
故答案為：91.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，綜合考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．