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緩慢加到錐形瓶內(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0.4mol/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，廣口瓶內(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）；洗滌的目的是

 

．
（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2.42g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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

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，由NO₂+NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O，可知反應(yīng)結(jié)束后，除剩余的NaOH外，還有新生成的NaNO₂、NaNO₃；
（3）反應(yīng)器為大試管，水浴加熱用燒杯盛放水，由于控制溫度，用溫度計(jì)測定水溫；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，將生成的氣體通過澄清的石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)；
（5）由步驟二可知，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是控制反應(yīng)溫度與溶液的pH值；
（6）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，由NO₂+NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O，可知反應(yīng)結(jié)束后，除剩余的NaOH外，還有新生成的NaNO₂、NaNO₃，
故答案為：吸收氮的氧化物；NaNO₂、NaNO₃；
（3）反應(yīng)器為大試管，水浴加熱用燒杯盛放水，由于控制溫度，用溫度計(jì)測定水溫；洗滌除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉，
故答案為：燒杯、溫度計(jì)；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，說明含有CO₃^2-，
故答案為：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，說明含有CO₃^2-；
（5）由步驟二可知，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是控制反應(yīng)溫度與溶液的pH值，故影響產(chǎn)品產(chǎn)量的主要因素有：反應(yīng)溫度、溶液pH值，
故答案為：反應(yīng)溫度；溶液pH值；
（6）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

△   .

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=0.92
故答案為：0.92．

點(diǎn)評：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．