Question

7．堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料，其化學(xué)式一般可表示為Cu（OH）₂•xCuCO₃．某實驗小組設(shè)計如下幾個實驗方案，測得堿式碳酸銅的組成，完成下列填空．
【方案一】用如圖1實驗裝置進行實驗（夾持儀器省略），先通一段時間氮氣，然后加熱，加熱完畢，再通一段時間氮氣．
（1）加熱完畢再通一段時間氮氣的作用是將反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳全部趕至裝置B、C中被完全吸收．
（2）圖1中裝置D的作用是防止裝置C吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，影響測定結(jié)果．
（3）若實驗取14.200g樣品，B裝置增重0.900g，C裝置增重3.300g，則x=1.5．
【方案二】用途2裝置測定堿式碳酸銅與足量稀硫酸反應(yīng)生成CO₂的體積．
（4）為了減小實驗誤差，量氣管中液體M的選擇原則是二氧化碳在M溶液中溶解度要�。�
（5）通過實驗，測得該式樣中x值偏低，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是a．
    a．CO₂氣體中含有水蒸氣        b．測定氣體體積時未冷卻至室溫
    c．Y型管中留有反應(yīng)生成的氣體        d．測定氣體體積時水準(zhǔn)管的液面高于量氣管的液面
【方案三】該小組同學(xué)又用如圖3方案測定堿式碳酸銅的組成．
（6）加熱煮沸的目的是將生成的二氧化碳全部趕出，避免影響滴定結(jié)果．
（7）若滴定時NaOH加入過量，則x值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 方案一：加熱樣品分解為CuO、二氧化碳與水，根據(jù)B中濃硫酸溶液增重測定生成水的質(zhì)量，根據(jù)C中堿石灰增重測定生成二氧化碳的質(zhì)量，D中堿石灰吸收空氣中二氧化碳與水蒸氣，防止加進入C中，根據(jù)硬質(zhì)玻璃管中最終剩余固體為CuO，計算各自物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒可以計算氫氧化銅、碳酸銅的物質(zhì)的量，進而確定化學(xué)式；
方案二：（4）利用排M液態(tài)測定二氧化碳的體積，則二氧化碳在M溶液中溶解性要��；
（5）a．CO₂氣體中含有水蒸氣，測定二氧化碳的體積偏大；
b．測定氣體體積時未冷卻至室溫，冷卻后二氧化碳體積較小，則測定二氧化碳體積偏大；
c．Y型管中留有反應(yīng)生成的氣體，同時排出等體積的空氣，不影響二氧化碳體積的測量；
d．測定氣體體積時水準(zhǔn)管的液面高于量氣管的液面，二氧化碳的壓強比空氣大被壓縮，測定二氧化碳的體積偏�。�
方案三：硫酸與堿式碳酸銅反應(yīng)生成硫酸銅與二氧化碳，煮沸趕出溶液中溶解的二氧化碳，再用氫氧化鈉溶液滴定剩余的硫酸，可以計算參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量，銅離子物質(zhì)的量與消耗硫酸的物質(zhì)的量相等，結(jié)合堿式碳酸銅的質(zhì)量，列方程計算氫氧化銅、碳酸銅的物質(zhì)的量，進而取得化學(xué)式，如果在滴定中加入氫氧化鈉過量，會生成氫氧化銅沉淀，導(dǎo)致測定剩余硫酸物質(zhì)的量偏大，消耗硫酸偏小，則沉淀Cu質(zhì)量偏小，而碳酸銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于氫氧化銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則沉淀碳酸銅的含量偏高．

解答 解：方案一：加熱樣品分解為CuO、二氧化碳與水，根據(jù)B中濃硫酸溶液增重測定生成水的質(zhì)量，根據(jù)C中堿石灰增重測定生成二氧化碳的質(zhì)量，D中堿石灰吸收空氣中二氧化碳與水蒸氣，防止加進入C中，根據(jù)硬質(zhì)玻璃管中最終剩余固體為CuO，計算各自物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒可以計算氫氧化銅、碳酸銅的物質(zhì)的量，進而確定化學(xué)式．
（1）加熱完畢再通一段時間氮氣的作用是：將反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳全部趕至裝置B、C中被完全吸收，
故答案為：將反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳全部趕至裝置B、C中被完全吸收；
（2）圖1中裝置D的作用是：防止裝置C吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，影響測定結(jié)果，
故答案為：防止裝置C吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，影響測定結(jié)果；
（3）B裝置增重0.900g，則生成水為$\frac{0.9g}{18g/mol}$=0.05mol
C裝置增重3.300g，則生成二氧化碳為$\frac{3.3g}{44g/mol}$=0.075mol，
由原子守恒可知，堿式碳酸銅中氫氧化銅為0.05mol，碳酸銅為0.075mol，則1：x=0.05mol：0.075mol，解得x=1.5，
故答案為：1.5；
方案二：（4）為了減小實驗誤差，量氣管中液體M的選擇原則是：二氧化碳在M溶液中溶解度要小，
故答案為：二氧化碳在M溶液中溶解度要��；
（5）a．CO₂氣體中含有水蒸氣，測定二氧化碳的體積偏大，測得該式樣中x值偏高，故a不符合；
b．測定氣體體積時未冷卻至室溫，冷卻后二氧化碳體積較小，則測定二氧化碳體積偏大，測得該式樣中x值偏高，故b不符合；
c．Y型管中留有反應(yīng)生成的氣體，同時排出等體積的空氣，不影響二氧化碳體積的測量，故c不符合；
d．測定氣體體積時水準(zhǔn)管的液面高于量氣管的液面，二氧化碳的壓強比空氣大被壓縮，測定二氧化碳的體積偏小，則測得該式樣中x值偏低，故d符合，
故選：d；
方案三：硫酸與堿式碳酸銅反應(yīng)生成硫酸銅與二氧化碳，煮沸趕出溶液中溶解的二氧化碳，再用氫氧化鈉溶液滴定剩余的硫酸，可以計算參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量，銅離子物質(zhì)的量與消耗硫酸的物質(zhì)的量相等，結(jié)合堿式碳酸銅的質(zhì)量，列方程計算氫氧化銅、碳酸銅的物質(zhì)的量，進而取得化學(xué)式．
（6）用氫氧化鈉滴定剩余硫酸時，溶解在溶液中的二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使測定剩余的硫酸偏大，故加熱煮沸的目的：將生成的二氧化碳全部趕出，避免影響滴定結(jié)果，
故答案為：將生成的二氧化碳全部趕出，避免影響滴定結(jié)果；
（7）如果在滴定中加入氫氧化鈉過量，會生成氫氧化銅沉淀，導(dǎo)致測定剩余硫酸物質(zhì)的量偏大，消耗硫酸偏小，則沉淀Cu質(zhì)量偏小，而碳酸銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于氫氧化銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則沉淀碳酸銅的含量偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題考查物質(zhì)組成測定，屬于并列型題目，解題的關(guān)鍵在于理解實驗方案的原理，是對學(xué)生分析計算能力的綜合考查，難度中等．