Question

20．堿式碳酸銅是一種具有廣泛用途的化工產(chǎn)品，主要用于固體熒光粉激活劑和銅鹽的制造等．
I．制備
堿式碳酸銅因生成條件不同，其顏色和組成也不盡相同，即：堿式碳酸銅中Cu（OH）₂和CuCO₃的比例不同．某實驗小組設計以下不同實驗制備堿式碳酸銅．
（1）由Na₂CO₃•10H₂O與CuSO₄•5H₂O反應制備：稱取14.0g CuSO₄•5H₂O、16.0g Na₂CO₃•10H₂O，用研缽分別研細后再混合研磨，立即發(fā)生反應，有“嗞嗞”聲，而且混合物很快成為“黏膠狀”．將混合物迅速投入200mL沸水中，快速攪拌并撤離熱源，有藍綠色沉淀生成，過濾，用水洗滌，至濾液中不含SO₄^2-為止，取出沉淀，風干，得到藍綠色晶體．
①混合物發(fā)生反應時有“嗞嗞”聲的原因是有CO₂氣體生成．
②撤離熱源的目的是防止堿式碳酸銅受熱分解．
③檢驗濾液中是否含有SO₄^2-的方法是取最后一次洗滌液于試管中，先加入鹽酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若有BaSO₄白色沉淀產(chǎn)生，則證明有SO₄^2-，否則沒有．
（2）由Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液反應制備：分別按一定比例取CuSO₄溶液和Na₂CO₃溶液，水浴加熱到設定溫度后，在充分振蕩下采用將CuSO₄ 溶液加入Na₂CO₃溶液或將Na₂CO₃溶液加入CuSO₄ 溶液的加料順序進行實驗．影響產(chǎn)品組成和產(chǎn)率的因素可能有溫度、反應物配比、加料順序．（列1 點）
Ⅱ．組成測定
有同學查閱資料發(fā)現(xiàn)用Cu（OH）₂•CuCO₃ 表示堿式碳酸銅是不準確的，較為準確、科學的表達式是mCu（OH）₂•nCuCO₃，不同來源的堿式碳酸銅的m、n 值需要具體測定．
（3）熱分解法測定堿式碳酸銅組成的實驗裝置如圖所示．通過測定堿式碳酸銅在灼熱后所產(chǎn)生的氣體體積，推導出堿式碳酸銅中碳酸銅和氫氧化銅的含量，即可求出m 和n 的比值．
①儀器c 的名稱是漏斗．
②檢查裝置氣密性的方法是連接好裝置，通過漏斗向裝置中加水，至漏斗中水面比量氣管中高，靜置，水面不發(fā)生變化則裝置不漏氣，否則裝置漏氣．
③三次平行實驗測定結果如下表，則該樣品中m：n=3：2，若量氣管中所盛液體為水，則該測定值比理論值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

實驗序號	樣品質量/g	CO2體積/mL（已折算成標準狀況下）
1	0.542	44.82
2	0.542	44.80
3	0.542	44.78

Answer 1

分析 （1）①用研缽分別研細后再混合研磨，發(fā)生水解反應，有CO₂氣體生成，產(chǎn)生大量氣泡，有“磁磁”的聲音，而且混合物吸濕很厲害，很快成為“黏膠狀”；
②堿式碳酸銅不穩(wěn)定，受熱容易分解；
③向用鹽酸酸化，再用氯化鋇溶液檢驗；
（2）由題目信息可知：產(chǎn)物的組成與反應物配比、加料順序、溫度等有關，從而使堿式碳酸銅中Cu（OH）₂和CuCO₃的比例不同；
（3）①由儀器結構特征可知，儀器c為漏斗；
②要進行其氣密性檢查，使試管不直接通過量氣管與大氣相通，需要用水（或液體）做液封，再利用液面高度差判斷；
③先判斷三次平行實驗數(shù)據(jù)的有效性，然后求出平均值，然后根據(jù)方程式mCu（OH）₂•nCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（m+n）CuO+mH₂O+nCO₂↑求出$\frac{m}{n}$的值；若量氣管中所盛液體為水，二氧化碳溶于水，n值偏小，則m值偏大．

解答 解：（1）①用研缽分別研細后再混合研磨，發(fā)生水解反應，有CO₂氣體生成，產(chǎn)生大量氣泡，所以會有“磁磁”的聲音，
故答案為：有CO₂氣體生成；
②由于堿式碳酸銅受熱容易分解，故應迅速撤離熱源，防止其分解，
故答案為：防止堿式碳酸銅受熱分解；
③濾液中是否含有SO₄^2-的操作方法是：取最后一次洗滌液于試管中，先加入鹽酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若有BaSO₄白色沉淀產(chǎn)生，則證明有SO₄^2-，否則沒有；
故答案為：取最后一次洗滌液于試管中，先加入鹽酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若有BaSO₄白色沉淀產(chǎn)生，則證明有SO₄^2-，否則沒有；
（2）產(chǎn)物的組成與反應物配比、加料順序、溫度等有關，從而使堿式碳酸銅中Cu（OH）₂和CuCO₃的比例不同，
故答案為：反應物配比、加料順序；
（3）①儀器c的名稱是漏斗；
故答案為：漏斗；
②檢驗裝置的氣密性具體方法：連接好裝置，通過漏斗向裝置中加水，至漏斗中水面比量氣管中高，靜置，水面不發(fā)生變化則裝置不漏氣，否則裝置漏氣；
故答案為：連接好裝置，通過漏斗向裝置中加水，至漏斗中水面比量氣管中高，靜置，水面不發(fā)生變化則裝置不漏氣，否則裝置漏氣；
③三次平行實驗數(shù)據(jù)均有效，CO₂體積的平均值$\frac{44.82+44.78+44.80}{3}$mL=44.80mL，物質的量為$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.002mol，
mCu（OH）₂•nCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（m+n）CuO+mH₂O+nCO₂
（98m+124n）g                      nmol
0.542g                           0.002mol
所以（98m+124n）g：0.542g=nmol：0.002mol
整理可得：m：n=3：2；
若量氣管中所盛液體為水，二氧化碳溶于水，n值偏小，則m值偏大，m與n的比值偏大，
故答案為：3：2；偏大．

點評 本題考查物質的制備與組成測定，側重對實驗現(xiàn)象的分析、問題討論的考查，綜合考查學生對知識的遷移應用，注意掌握氣密性檢驗原理，難度中等．