Question

14．孔雀石呈綠色，是一種名貴的寶石．其主要成分是xCu（OH）₂•yCuCO₃．某興趣小組為探究孔雀石
組成，利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
步驟1：檢查裝置的氣密性，將過(guò)濾、洗滌并干燥過(guò)的樣品置于硬直玻璃管中．
步驟2：稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量，打開活塞K，鼓入空氣，一段時(shí)間后關(guān)閉．
步驟3：加熱裝置B直至裝置C中無(wú)氣泡產(chǎn)生．
步驟4：打開K₁，繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻 （請(qǐng)補(bǔ)充該步操作內(nèi)容）．

步驟5：冷卻至室溫，稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量．
（1）孔雀石熱分解的化學(xué)方程式xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑．
（2）裝置A的作用是除去空氣中的CO₂和H₂O；若無(wú)裝置E，則實(shí)驗(yàn)測(cè)定的x/y的值將偏�。�（選填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集了如下數(shù)據(jù)：
A．反應(yīng)前玻璃管與樣品的質(zhì)量163.8g
B．反應(yīng)后玻璃管中殘留固體質(zhì)量20g
C．裝置C實(shí)驗(yàn)后增重2.25g
D．裝置D實(shí)驗(yàn)后增重5.5g
為測(cè)定x/y的值，你認(rèn)為可以選用上述所采集數(shù)據(jù)中的BC、BD、CD（寫出所有組合的字母代號(hào)）任一組即可進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果，寫出孔雀石組成的化學(xué)式Cu（OH）₂•CuCO₃．

Answer 1

分析 依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和目的分析，步驟4是反應(yīng)完畢后，需要繼續(xù)通空氣，讓裝置冷卻；
（1）xCu（OH）₂•yCuCO₃加熱分解生成氧化銅、二氧化碳?xì)怏w和水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律寫出該反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛪A石灰的作用分析，裝置A堿石灰是干燥劑，可吸收空氣中的水分，同時(shí)還能吸收空氣中的二氧化碳，防止對(duì)裝置CD增重的數(shù)據(jù)造成影響，裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式找出與x、y有關(guān)的物質(zhì)質(zhì)量，對(duì)比分析，堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑要測(cè)定x/y，可以測(cè)定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量，即測(cè)定C裝置增重的質(zhì)量和D裝置增重的質(zhì)量或BC、BD裝置質(zhì)量計(jì)算判斷；根據(jù)計(jì)算結(jié)果寫出該樣品組成的化學(xué)式．

解答 解：步驟4反應(yīng)完畢后，需要繼續(xù)通空氣，讓裝置冷卻，所以步驟4為：打開K₁，繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻，
故答案為：打開K₁，繼續(xù)通一段時(shí)間空氣至裝置冷卻；
（1）xCu（OH）₂•yCuCO₃加熱分解的化學(xué)方程式為：xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑，
故答案為：xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑；
（2）裝置A堿石灰是干燥劑，可吸收空氣中的水分，同時(shí)還能吸收空氣中的二氧化碳，防止對(duì)裝置CD增重的數(shù)據(jù)造成影響，裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置，D裝置是吸收生成的二氧化碳的，C裝置是吸收生成的水的，如果沒(méi)有裝置E，會(huì)使D裝置質(zhì)量增重偏大，即生成的二氧化碳質(zhì)量偏大，則$\frac{x}{y}$的值會(huì)偏小
故答案為：除去空氣中的CO₂和H₂O；偏小；
（5）堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑要測(cè)定x/y的值，可以測(cè)定生成的水和二氧化碳的質(zhì)量，即測(cè)定C裝置增重的質(zhì)量和D裝置增重的質(zhì)量，故可選CD，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
　　　　　　　　　　　　　　　 　 18x   44y
                             2.25g   5.5g
則：$\frac{18x}{2.25g}$=$\frac{44y}{5.5g}$，解得：$\frac{x}{y}$=1：1；
若測(cè)出反應(yīng)后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和水的質(zhì)量關(guān)系，可求出$\frac{x}{y}$的值，故可選BC，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
　　　　　　　　　�。▁+y）×80  18x
                      20g     2.25g
則：$\frac{（x+y）×80}{20g}$=$\frac{18x}{2.25g}$，解得：$\frac{x}{y}$=1：1；  
同樣若已知反應(yīng)后玻璃管中樣品的質(zhì)量以及裝置C增重的質(zhì)量，即已知方程式中氧化銅和二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可求出$\frac{x}{y}$的值．故可可選BD，
xCu（OH）₂•yCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）CuO+xH₂O+yCO₂↑
                 （x+y）×80         44y
                     20g            5.5g
則：$\frac{（x+y）×80}{20g}$=$\frac{44y}{5.5g}$，解得：$\frac{x}{y}$=1：1；
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知該樣品組成的化學(xué)式為：Cu（OH）₂•CuCO₃，
故答案為：BC、BD、CD；Cu（OH）₂•CuCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究物質(zhì)組成測(cè)量物質(zhì)含量的方法，題目難度中等，明確濃硫酸增重的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量、堿石灰增重的質(zhì)量是生成的二氧化碳的質(zhì)量為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>