Question

【题目】科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。某小组对碱式碳酸铜晶体[Cu2(OH)2CO3]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。

(1)分析碱式碳酸铜的组成

根据化学式可知，碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为___________价。

(2)探究碱式碳酸铜受热的变化

[设计实验]该小组设计了如图装置(夹持仪器已略去)，并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。

[实验过程]

①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到______________，说明整套装置的气密性良好。

②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后， 试管中固体变黑，U形管中无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊。

[实验分析]

注:无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。

①装置甲中加热时先____________，后对准药品部位集中加热。

②装置丙中发生反应的化学方程式为____________。

③根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO2、CuO、____________。

④装置乙、丙位置不能互换的理由是____________。

Answer 1

【答案】+2 导管口出现气泡 预热 H2O 气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气，无法检验是否生成水

【解析】

二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成硫酸铜、水和二氧化碳。

(1)碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，氧元素的化合价为-2价，碳元素的化合价为+4价，氢元素的化合价为+1价，设铜元素的化合价为x，化合物中各元素化合价代数和为零，，，故碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为+2价。

(2)①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，试管中的空气受热膨胀，从短管口逸出，故观察到导管口出现气泡，说明整套装置的气密性良好。

[实验分析]

①为防止受热不均匀使试管炸裂，故给装置甲中加热时先预热，后对准药品部位集中加热。

②装置丙中发生反应是二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为

。

③U形管中无水硫酸铜变蓝，说明反应生成水，澄清石灰水变浑浊，说明反应生成二氧化碳，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO2、CuO、H2O。

④石灰水中有水，装置乙、丙位置不能互换的理由是气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气，无法检验是否生成水。