Question

銅綠的主要成分是堿式碳酸銅〔Cu₂（OH）₂CO₃〕，它能跟酸反應(yīng)生成銅鹽、水和二氧化碳．某同學(xué)用小刀把家中舊銅器上的銅綠刮下，用來依次制取較純凈的硫酸銅、氧化銅和銅（為避免摻入固體雜質(zhì)，他沒有采用金屬或碳置換化合物中的銅的方法）．制取步驟分為四步：
（1）填寫下面表示制取步驟和方法的方框圖（方框內(nèi)填寫所制取物質(zhì)的化學(xué)式，方框前的橫線上填寫所加入的試劑及簡(jiǎn)要操作）．

（2）根據(jù)上面的操作步驟，在下列所示儀器中選擇實(shí)驗(yàn)所需用的儀器編號(hào)和名稱

 

．

（3）寫出A、C操作過程中涉及的反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

、

 

．
（4）如果實(shí)驗(yàn)裝置及生成銅以前的操作都正確，但最后沒有生成銅，這是因?yàn)?!--BA-->

 

．

Answer 1

分析：利用題設(shè)信息“銅綠的主要成分是堿式碳酸銅，它能跟酸反應(yīng)生成銅鹽、水和二氧化碳”，可推斷為得到硫酸銅應(yīng)使堿式碳酸銅與硫酸反應(yīng)，然后利用硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)得到氫氧化銅的沉淀，再對(duì)不溶性的堿氫氧化銅進(jìn)行加熱分解產(chǎn)生氧化銅，最后利用具有還原性的氫氣在加熱條件下還原氧化銅，從而避免摻入固體雜質(zhì)得到較為純凈的銅．

解答：解：（1）把銅綠與稀硫酸混合充分反應(yīng)后過濾得到硫酸銅溶液，向所得硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液至沉淀不再產(chǎn)生時(shí)過濾，把過濾得到的氫氧化銅沉淀進(jìn)行加熱分解得到氧化銅，最后利用氫氣在加熱條件下還原氧化銅即可達(dá)到獲得不含固體雜質(zhì)銅的制取目的；
（2）取銅綠于燒杯中，加入適量稀硫酸用玻璃棒攪拌，充分反應(yīng)后過濾，向過濾所的硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉溶液并不斷攪拌；完成以上操作需要使用漏斗、燒杯、玻璃棒、滴管、鐵架參（帶鐵圈）等儀器；把過濾得到的氫氧化銅沉淀放在試管中加熱，全部全黑色，通入氫氣進(jìn)行還原直到全部變?yōu)楣饬恋募t色的銅；完成以上操作需要使用酒精燈、試管、氫氫氣的玻璃導(dǎo)管、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）等儀器．因此完成該實(shí)驗(yàn)需要使用的儀器為：（1）試管、（3）燒杯、（4）酒精燈、（5）通氫氣的玻璃導(dǎo)管、（6）漏斗、（7）滴管、（9）鐵架臺(tái)（帶鐵圈和鐵夾）、⑽玻璃棒；
（3）操作A加入稀硫酸，硫酸與堿式碳酸銅反應(yīng)可生成硫酸銅、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；操作C為對(duì)氫氧化銅加熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu（OH）₂

△  .

CuO+H₂O；
（4）由于銅在高溫下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，因此在銅未冷卻便停止通氫氣，則會(huì)導(dǎo)致還原出的銅又被氧化成氧化銅，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置及生成銅以前的操作都正確，但最后沒有生成銅的意外結(jié)果．
故答案為：
（1）銅綠

稀硫酸

攪拌過濾

CuSO₄

NaOH溶液

攪拌過濾

Cu（OH）₂

△

CuO

H2

△

Cu；
（2）選出的儀器：（1）試管、（3）燒杯、（4）酒精燈、（5）通氫氣的玻璃導(dǎo)管、（6）漏斗、（7）滴管、（9）鐵架臺(tái)（帶鐵圈和鐵夾）、⑽玻璃棒；
（3）Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；Cu（OH）₂

△  .

CuO+H₂O；
（4）銅未冷卻便停止通氫氣，結(jié)果銅又被氧化成氧化銅．

點(diǎn)評(píng)：利用所涉及物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律及實(shí)驗(yàn)的具體要求，分析制取流程以理解所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程，從而解答實(shí)驗(yàn)中所涉及的相關(guān)問題．