Question

【題目】堿式碳酸銅可用于有機催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑，還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應能否得到堿式碳酸銅？某班同學進行相關探究。

【沉淀制備】取一定量膽礬（CuSO4·5H2O）溶于水，再滴幾滴稀硫酸，充分攪拌后得到一定體積的CuSO4溶液。向其中加適量Na2CO3溶液，將所得藍綠色懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌。

（1）滴加稀硫酸的作用是________。

（2）用無水乙醇洗滌的目的是________。

【實驗探究】同學們設計了如下裝置，用制得的藍綠色固體進行實驗：

（3）D裝置加熱前，需要首先打開活塞K，用A裝置制取適量N2，然后關閉K，點燃D處酒精燈。A中產生的N2將裝置中的空氣排除，避免干擾。C中盛裝的試劑應是________。

（4）裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為________。

（5）若藍綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2，實驗能觀察到的現(xiàn)象是________。

（6）同學們查閱文獻知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(BaCO3)＝5.1×10-9，經討論認為需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式，其原因是________。

a．Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強

b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2

c．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

d．吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小

待D中反應完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產生N2，其目的是________。若定量分析所取藍綠色固體質量為27.1 g，裝置F中使用Ba(OH)2溶液，實驗結束后，裝置E的質量增加2.7 g，F中產生沉淀19.7 g。則該藍綠色固體的化學式為________。

Answer 1

【答案】 抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁 利用乙醇易揮發(fā)的性質帶走沉淀上面的水 濃硫酸 NO＋NH N2↑＋2H2O 硬質玻璃管中藍綠色固體變黑色，E中白色固體變藍，F中溶液變渾濁 b d 讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實驗誤差 2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2

【解析】試題分析：（1）銅離子水解，硫酸銅溶液呈酸性；(2)無水乙醇易揮發(fā)帶走沉淀上面的水；(3) C裝置的作用是干燥氮氣；（4）NaNO2與NH4Cl加熱生成氯化鈉、氮氣和水；（5）xCuCO3·yCu(OH)2加熱生成氧化銅、二氧化碳、水；（6）由于Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小，所以需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式。再次滴加NaNO2溶液產生N2，可以讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實驗誤差。裝置E的質量增加2.7 g，即水蒸氣是2.7g，物質的量是0.15mol。F中產生沉淀19.7 g，即碳酸鋇是19.7g，物質的量是0.1mol。

解析：（1）銅離子水解，因此滴加稀硫酸的作用是抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁。
（2）乙醇和水互溶，易揮發(fā)，所以用無水乙醇洗滌的目的是利用乙醇易揮發(fā)的性質帶走沉淀上面的水。（3）裝置內有殘留的空氣，所以A中產生N2的作用是排除裝置中的空氣，避免干擾；生成的氮氣中含有水蒸氣，會干擾后續(xù)實驗，所以C中盛裝的試劑應是濃硫酸，除去氮氣中的水蒸氣。（4）NaNO2與NH4Cl加熱生成氯化鈉、氮氣和水的離子方程式為NO＋NH N2↑＋2H2O。
（5）若藍綠色固體的組成為xCuCO3yCu(OH)2，因此受熱分解生成氧化銅、CO2和水蒸氣，則實驗能觀察到的現(xiàn)象是硬質玻璃管中藍綠色固體變黑色，E中白色固體變藍，F(xiàn)中溶液變渾濁。
（6）由于Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小，所以需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式，選bd。待D中反應完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產生N2，其目的是讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實驗誤差。若定量分析所取藍綠色固體質量為27.1 g，裝置F中使用Ba(OH)2溶液，實驗結束后，裝置E的質量增加2.7 g，即水蒸氣是2.7g，物質的量是0.15mol。F中產生沉淀19.7 g，即碳酸鋇是19.7g，物質的量是0.1mol，根據(jù)元素守恒x：y＝2：3，則該藍綠色固體的化學式為2CuCO33Cu(OH)2。