Question

小红同学在实验室发现了一块绿色的孔雀石样品，他查阅资料知道其成分为
Cu₂(OH)₂CO₃。小红以孔雀石（不考虑其中的杂质参与反应）为原料设计了两种途径制取铜，其制备流程如下图所示（部分生成物略去），请回答下列问题：

（1）无色气体A是      （填化学式），固体D的成分为     （用符号表示）。
（2）写出下列反应的化学方程式：反应①            ；   反应②：         .
（3）操作a的名称是        ；
（4）小红同学设计的两种途径中，你认为途径   更合理（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），其理由是______。

Answer 1

（1）CO₂；Fe、Cu；（2）反应①Fe +H₂SO₄= FeSO₄ +H₂↑；反应②CO+ CuO^高 温 Cu +CO₂；（3）过滤；（4）Ⅰ；途径Ⅱ需要加热，消耗较多的能量

根据质量守恒定律，Cu₂(OH)₂CO₃分解生成了氧化铜和水，还可能生成的气体只能是二氧化碳（或，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳）。Cu₂(OH)₂CO₃和稀硫酸反应生成的蓝色溶液中一定有硫酸铜，而过量的铁粉与硫酸铜溶液反应后的固体一定有生成的铜和没有反应的铁，通过一种分离方法后能得到溶液和固体，则该方法是过滤。反应①就是铁和稀硫酸反应，反应②就是氧化铜和CO反应。判断方案是否合理的包括反应的原理是否合理，反应条件是否易得，反应的成本是否较低，操作是否方便，是否符合节能减排等因素。