Question

20．堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料．工業(yè)上可用電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制備．
【工業(yè)制備】

【資料查詢】：1 反應(yīng)A中氯酸鈉的作用是將FeCl₂氧化成FeCl₃
2Cu²⁺、Fe³⁺生成沉淀時(shí)的pH如下：

物 質(zhì)	Cu（OH）2	Fe （OH）3
開始沉淀pH	4.2	1.2
完全沉淀pH	6.7	3.2

（1）濾渣的主要成分是Fe （OH）₃（寫化學(xué)式）．
（2）調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為3.2～4.2．
（3）反應(yīng)B的溫度如過高，則所得藍(lán)綠色產(chǎn)品中可能會(huì)出現(xiàn)的黑色固體是CuO（寫化學(xué)式）．
（4）過濾得到的產(chǎn)品可用蒸餾水洗滌，為檢驗(yàn)是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入硝酸銀溶液，再滴加稀硝酸，觀察到不產(chǎn)生白色沉淀   則表明已洗凈．
【組成測(cè)定】堿式碳酸銅的組成可表示為：aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O．某研究小組設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)裝置．
【資料查詢】：CuCO₃、Cu（OH）₂受熱易分解，各生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物．
充分反應(yīng)后測(cè)得：①A中樣品質(zhì)量為12.0g，②A中剩余固體質(zhì)量為8.0g，③B裝置增重1.8g，④C裝置增重2.2g．（各裝置均充分吸收，不考慮裝置中空氣的影響）
（5）B中的試劑是c，C中的試劑是d，D中的試劑是a（填字母序號(hào)）；
a．堿石灰      b．濃硫酸      c．無水硫酸銅    d．濃NaOH溶液
（6）計(jì)算得出樣品的組成，只需實(shí)驗(yàn)測(cè)得四個(gè)數(shù)據(jù)中的三個(gè)即可，則可行的組合為abcd（填序號(hào)，多選少選不給分）．
a．②③④b．①③④c．①②④d．①②③
通過計(jì)算可得堿式碳酸銅（aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O）中a：b：c=1：1：1．
（7）D的作用防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中．若將D裝置去掉，a值將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)亞鐵離子不容易除去，加入氯酸鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成鐵離子，然后通過控制pH值將鐵離子轉(zhuǎn)化成濾渣氫氧化鐵沉淀除去進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)調(diào)節(jié)的pH值使銅離子不能沉淀，鐵離子開始出現(xiàn)沉淀進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)溫度過高，碳酸銅和氫氧化銅都會(huì)分解生成氧化銅進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)檢驗(yàn)氯離子需要用硝酸酸化的硝酸銀檢驗(yàn)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng)，堿石灰會(huì)與二氧化碳和水反應(yīng)進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)樣品的質(zhì)量必須稱量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中兩部分的數(shù)據(jù)，另一部分的數(shù)據(jù)可以通過樣品質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)空氣中的二氧化碳會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)，而使碳酸銅質(zhì)量增大進(jìn)行分析．

解答 【分析】解：（1）亞鐵離子不容易除去，加入氯酸鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成鐵離子，然后通過控制pH值將鐵離子轉(zhuǎn)化成濾渣氫氧化鐵沉淀除去，所以濾渣的主要成分是Fe（OH）₃．
故填：Fe （OH）₃．
（2）調(diào)節(jié)的pH值使銅離子不能沉淀，鐵離子開始出現(xiàn)沉淀，通過分析表中的數(shù)據(jù)可以看出，銅離子在pH值是4.2時(shí)，開始沉淀，鐵離子在pH值是3.2時(shí)，開始沉淀，所以調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為：3.2-4.2．
故填：3.2～4.2．
（3）反應(yīng)溫度過高，碳酸銅和氫氧化銅都會(huì)分解生成氧化銅，所以反應(yīng)B的溫度如過高，則所得藍(lán)綠色產(chǎn)品中可能會(huì)出現(xiàn)的黑色固體是CuO．
故填：CuO．
（4）檢驗(yàn)氯離子需要用硝酸酸化的硝酸銀檢驗(yàn)，所以過濾得到的產(chǎn)品可用蒸餾水洗滌，為檢驗(yàn)是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入硝酸銀溶液，再加入稀硝酸，觀察到?jīng)]有明顯現(xiàn)象，則表明已洗凈．
故填：硝酸銀溶液；稀硝酸；不產(chǎn)生白色沉淀．
（5）無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng)，堿石灰會(huì)與二氧化碳和水反應(yīng)，所以B中的試劑是無水硫酸銅，C中的試劑是氫氧化鈉溶液，D中的試劑是堿石灰．
故填：c；d；a．
（6）樣品的質(zhì)量必須稱量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中兩部分的數(shù)據(jù)，另一部分的數(shù)據(jù)可以通過樣品質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得，所以可行的組合為abcd；
充分反應(yīng)后測(cè)得：①A中樣品質(zhì)量為12.0g，②A中剩余固體質(zhì)量為8.0g，③B裝置增重1.8g，④C裝置增重2.2g，所以氧化銅質(zhì)量為8g，生成水的質(zhì)量為1.8g，二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，
aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）CuO+（b+c）H₂O+aCO₂↑，
                                                     80（a+b）  18（b+c）    44a
                                                         8g              1.8g         2.2g
$\frac{80（a+b）}{8g}$=$\frac{18（b+c）}{1.8g}$=$\frac{44a}{2.2g}$，
a：b：c=1：1：1．
故填：abcd；1：1：1．
（7）D的作用：防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中；
空氣中的二氧化碳會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)，使氫氧化鈉溶液的質(zhì)量增重偏大，從而使測(cè)出的碳酸銅質(zhì)量增大，即a值偏大．
故填：防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中；偏大．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問題，確定使用的知識(shí)點(diǎn)，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)和題中所給的資料進(jìn)行分析解答．