Question

【题目】铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用．
（1）一、铜的性质及其应用
兔首和鼠首均为青铜器（铜、锡合金），表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈（铜锈俗称铜绿）．铜绿化学式是Cu2（OH）2CO3 ， 它受热会分解生成三种氧化物．
青铜器属于（填序号）．
A.无机材料
B.合成材料
C.复合材料
D.复合肥
（2）铜绿分解的化学方程式为 ．
（3）为了弄清铜生成铜绿的条件，某化学实验小组借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如图1所示（所用铜片洁净、光亮，试管内的“ ”为铜片）．

实验较长时间后，发现（填试管编号）试管中铜片最先生锈．小组讨论后发现实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验．你认为要补充的一个实验是：Cu和（写出试管中需要的物质）．可以省略不做的实验是试管（填试管编号）．
（4）二、铜的制备研究
铜可采用如下方法制备：
方法一：火法炼铜：Cu2S+O2 2Cu+SO2
方法二：湿法炼铜：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
上述两种方法中，你认为哪种方法更好 ， 原因是（写出1条原因即可）．辉铜矿的主要成分为Cu2S，常用于火法炼铜．若生成过程中铜元素的转化率为90%，生产64tCu需要含Cu2S 80%的辉铜矿t（取整数）．
（5）三、铜的化合物的制备研究
碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等．工业上可用微蚀刻废液（含有一定量Cu2+、H+、SO42﹣、H2O2和微量Fe3+）制备高纯度碱式碳酸铜，其制备过程如图2：

加入试剂1的目的是除去废液中的酸性物质，试剂1最好选用（填序号）．
a．Fe2O3 b． CaCO3 c．CuO
（6）加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3+ ， 否则Fe2（SO4）3会与Na2CO3反应，产生一种气体，同时生成NaFe3（OH）6（SO4）2沉淀，影响产品质量，6Na2CO3+3Fe2（SO4）3+6H2O
=2NaFe3（OH）6（SO4）2+6CO2↑+5 ．
（7）加入Na2CO3沉淀时，反应液pH对产品中的SO42﹣含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如图3所示，第二次沉淀时溶液pH最好控制在 ．

（8）所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为：xCuCO3yCu（OH）2zH2O．某研究小组设计如图4实验装置测定其中CuCO3的质量分数（不考虑植物油中溶解CO2产生的影响）．

实验步骤如下：①连接装置并；②准确称量样品的质量1.2g；③装药品，调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为10ml；④向锥形瓶内加入50ml（足量）的稀硫酸，充分反应；⑤冷却到室温；⑥再次调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为172mL．
Ⅰ．请将上述实验步骤补充完整；
Ⅱ．装置B的作用是 ， 少量植物油的作用是 ， C中的试剂是（填字母序号）； a．碱石灰 b．浓硫酸 c．无水硫酸铜
Ⅲ．步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管（填“缓慢上移”或“缓慢下移”）．
Ⅳ．若标准状况下，每44g二氧化碳的体积为22.4L．根据实验数据计算产品中CuCO3的质量分数（写出计算过程） ．（保留到0.1%）
Ⅴ．若其他操作均正确，仅因下列因素可使测定结果偏小的是 （填字母序号）；
A．步骤③中平视刻度，步骤⑥中仰视读数
B．硫酸的用量不足
C．量气管中未加植物油
D．步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平，直接读数
（9）碱式碳酸铜【xCuCO3yCu（OH）2zH2O】的热分解研究．小组同学用热分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，绘成的固体质量与分解温度的关系如图5．

（已知Cu（OH）2的分解温度小于CuCO3的分解温度．）
Ⅰ．通过计算可得x：y：z=；
Ⅱ．若将16.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
（3）D；CO2、O2；ABC
（4）方法二；能耗低；111
（5）c
（6）Na2SO4
（7）8.5
（8）检查装置气密性；干燥二氧化碳；防止二氧化碳溶于水；c；缓慢下移；解：反应生成二氧化碳质量为：（172mL﹣50mL﹣10mL）÷1000÷22.4L×44g=0.22g，
设碳酸铜质量为y，

CuCO3+H2SO4═CuSO4+H2O+	CO2↑
124	44
y	0.22g

= ，
y=0.62g，
产品中CuCO3的质量分数为： ×100%=51.7%，
答：产品中CuCO3的质量分数为51.7%．；BCD
（9）1：1：1；4CuO 2Cu2O+O2↑
【解析】解：（1）青铜器属于无机材料．
故选：A．（2）铜绿分解生成氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑．
故填：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑．（3）实验较长时间后，发现D试管中铜片最先生锈；
小组讨论后发现实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验，要补充的一个实验是：Cu和CO2、O2充分接触；
可以省略不做的实验是试管ABC．
故填：D；CO2、O2；ABC．（4）上述两种方法中，更好的是方法二，原因是能耗低，不产生二氧化硫这种污染空气的气体等；
设需要含Cu2S 80%的辉铜矿质量为x，
根据题意有：x×80%× ×100%×90%=64t，
x=111t，
辉铜矿的主要成分为Cu2S，常用于火法炼铜．若生成过程中铜元素的转化率为90%，生产64tCu需要含Cu2S 80%的辉铜矿 111 t（取整数）．
故填：方法二；能耗低；111．（5）加入试剂1的目的是除去废液中的酸性物质，试剂1最好选用氧化铜，这是因为氧化铜能够除去硫酸，不带入新的杂质．
故选：c．（6）根据质量守恒定律，反应的化学方程式为：6Na2CO3+3Fe2（SO4）3+6H2O=2NaFe3（OH）6（SO4）2+6CO2↑+5Na2SO4 ．
故填：Na2SO4 ． （7）由图3所示可知，溶液pH为8.5左右时，硫酸根离子含量最低，溶液中铜离子沉淀效率最高，因此第二次沉淀时溶液pH最好控制在8.5．
故填：8.5．（8）实验步骤如下：①连接装置并检查装置气密性；②准确称量样品的质量1.2g；③装药品，调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为10mlL④向锥形瓶内加入50mL（足量）的稀硫酸，充分反应；⑤冷却到室温；⑥再次调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为172mL．
Ⅱ．装置B的作用是干燥二氧化碳，少量植物油的作用是防止二氧化碳溶于水，C中的试剂是无水硫酸铜，用来检验二氧化碳中是否含有水蒸气；
Ⅲ．步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管缓慢下移．
故填：检查装置气密性；干燥二氧化碳；防止二氧化碳溶于水；c；缓慢下移．
Ⅴ．A．步骤③中平视刻度，步骤⑥中仰视读数，会导致测定结果偏大；
B．硫酸的用量不足，会导致测定结果偏小；
C．量气管中未加植物油，会导致测定结果偏小；
D．步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平，直接读数，会导致测定结果偏小．
故填：BCD．（9）加热时，结晶水先失去，因此结晶水的质量为：24.0g﹣22.2g=1.8g；
设氢氧化铜质量为z，
Cu（OH）2的分解温度小于CuCO3的分解温度，因此氢氧化铜完全反应后生成水的质量为：22.2g﹣20.4g=1.8g；

Cu（OH）2 CuO+	H2O
98	18
Z	1.8g

= ，
z=9.8g，
设碳酸铜质量为m，
碳酸铜分解生成二氧化碳质量为：20.4g﹣16.0g=4.4g，

CuCO3 CuO+	CO2↑
124	44
m	4.4g

= ，
m=12.4g，
根据题意有： ： =x：y， ： =y：z，
通过计算可得：x：y：z=1：1：1；
若将16.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变，说明反应过程中氧化铜中的氧元素一部分转化成氧气，剩余固体中铜元素质量为：16.0g× ×100%=12.8g，
剩余固体中氧元素质量为：16.0g﹣12.8g﹣1.6g=1.6g，
设固体的化学式为CumOn ，
根据题意有：64m：16n=12.8g：1.6g，
m：n=2：1，
因此剩余固体的化学式是Cu2O，
此过程中可能发生反应的化学方程式为：4CuO 2Cu2O+O2↑．
故填：1：1：1；4CuO 2Cu2O+O2↑．
【考点精析】解答此题的关键在于理解书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识，掌握注意：a、配平 b、条件 c、箭号，以及对根据化学反应方程式的计算的理解，了解各物质间质量比=系数×相对分子质量之比．