Question

堿式碳酸銅可表示為：xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O，測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。

(1)現(xiàn)采用氫氣還原法，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：

①寫出xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________；

②實(shí)驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào))：

(a)→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(l)

③稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7 g殘留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為_(kāi)__________g，化學(xué)式為_(kāi)__________________；

(2)某同學(xué)以氮?dú)獯�替氫氣，并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說(shuō)明理由。

Answer 1

(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H₂(x+y)Cu+xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gh)→bc(或cb)→(l)

③1.8 CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O

(2)可行。用氮?dú)獯�替氫氣，氮�(dú)饪膳懦�空氣中CO₂、H₂O對(duì)該實(shí)驗(yàn)的影響，xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O受熱分解為CuO、CO₂、H₂O，可通過(guò)測(cè)定CuO、CO₂及H₂O的質(zhì)量，進(jìn)而確定堿式碳酸銅的組成。

解析：本題考查化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。(1)①用H₂作還原劑，可使CuCO₃、Cu(OH)₂被還原為Cu，據(jù)電子守恒或原子守恒即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。②裝置連接中，要先對(duì)H₂進(jìn)行除雜和干燥，用H₂O吸收HCl，再用濃硫酸吸收水蒸氣；干燥、純凈的H₂與堿式碳酸銅發(fā)生反應(yīng)，生成的H₂O和CO₂分別用濃硫酸和堿石灰吸收，以便確定H₂O和CO₂的質(zhì)量。③由以上分析可知，反應(yīng)生成的Cu的質(zhì)量為12.7 g，m(CO₂)=4.4 g，則；由CuCO₃被還原生成的Cu的質(zhì)量為0.1 mol×63.5 g·mol^-1=6.35 g，則由Cu(OH)₂被還原生成的Cu的質(zhì)量為12.7 g-6.35 g=6.35 g，Cu(OH)₂的物質(zhì)的量為0.1 mol，所以樣品中結(jié)晶水質(zhì)量為：23.9 g-0.1 mol×123.5 g·mol^-1-0.1 mol×97.5 g·mol^-1=1.8 g，CuCO₃、Cu(OH)₂、H₂O的物質(zhì)的量之比為：0.1 mol∶0.1 mol∶0.1 mol=1∶1∶1，

所以堿式碳酸銅的化學(xué)式為CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O。

(2)用N₂代替H₂，N₂可排除空氣中CO₂和H₂O對(duì)該實(shí)驗(yàn)的影響，堿式碳酸銅受熱分解為CuO、CO₂、H₂O，通過(guò)測(cè)定它們的質(zhì)量，同樣可確定其組成。