题目内容
碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H +、Cl-）制备，其制备过程如下：
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下：
（1）滤渣的主要成分是 （写化学式）。
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为 。选择的试剂最合适的是 （填序号）。
a．氨水 b．稀硫酸 c．氢氧化钠 d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是 。
（4）将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。用相应的离子方程式表示：
① 沉淀只有CuCO3： ；
② 沉淀只有Cu(OH)2且放出气泡： 。
（5）碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO3?bCu(OH)2?cH2O。要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：①称量样品的质量；②高温分解；③测出CO2的质量；④测出水蒸汽的质量；⑤称量CuO的质量。而乙同学认为除步骤②外，实验只需测定四个量中的三个即可，则合理的组合为 （填序号，写一组即可）。
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下：
| 物 质 | Cu(OH)2 | Fe (OH)2 | Fe (OH)3 |
| 开始沉淀pH | 4.2 | 5.8 | 1.2 |
| 完全沉淀pH | 6.7 | 8.3 | 3.2 |
（1）滤渣的主要成分是 （写化学式）。
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为 。选择的试剂最合适的是 （填序号）。
a．氨水 b．稀硫酸 c．氢氧化钠 d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是 。
（4）将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。用相应的离子方程式表示：
① 沉淀只有CuCO3： ；
② 沉淀只有Cu(OH)2且放出气泡： 。
（5）碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO3?bCu(OH)2?cH2O。要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：①称量样品的质量；②高温分解；③测出CO2的质量；④测出水蒸汽的质量；⑤称量CuO的质量。而乙同学认为除步骤②外，实验只需测定四个量中的三个即可，则合理的组合为 （填序号，写一组即可）。
（15分，除注明外每空2分）
（1）Fe(OH)3 ； （2）3.2～4.2； d； （3）CuO（名称亦可）；
（4）①Cu2++CO32－=CuCO3↓；②Cu2++CO32－+H2O= Cu(OH)2↓+ CO2↑；
（5）①③④（或①③⑤、①④⑤）（3分）
（1）Fe(OH)3 ； （2）3.2～4.2； d； （3）CuO（名称亦可）；
（4）①Cu2++CO32－=CuCO3↓；②Cu2++CO32－+H2O= Cu(OH)2↓+ CO2↑；
（5）①③④（或①③⑤、①④⑤）（3分）
试题分析：（1）对比原料和目标产物的成分，可以猜测该流程各个步骤的主要目的，反应A是为了氧化亚铁离子，调节pH是为了使铁离子全部变为氢氧化铁沉淀，过滤是为了除去铁元素，因此滤渣的主要成分是Fe(OH)3，反应B是制取碱式碳酸铜，第二次过滤是为了除去可溶性盐；（2）读表中信息，根据流程中原料和目标产物的组成，调节溶液pH时，应使铁离子完全沉淀，而铜离子不能开始沉淀，因此溶液pH应介于3.2～4.2之间；若选择氨水，会引入铵根离子等杂质，故a选项错误；若选择稀硫酸，会引入硫酸根离子等杂质，故b选项错误；若选择氢氧化钠，会引入钠离子等杂质，故c选项错误；若选择碳酸铜，不仅能除去杂质，而且引入的铜离子能增大目标产物的量，故d选项正确；（3）若反应B的温度过高，产生的碱式碳酸铜可能分解生成黑色的氧化铜固体，使制备的目标产物不纯；（4）碳酸根离子与铜离子结合生成碳酸铜沉淀，即Cu2++CO32－=CuCO3↓；铜离子与碳酸根离子发生双水解反应，生成氢氧化铜沉淀和二氧化碳气体，即Cu2++CO32－+H2O= Cu(OH)2↓+ CO2↑；（5）碱式碳酸铜高温分解的原理为：aCuCO3?bCu(OH)2?cH2O
(a+b)CuO+(b+c)H2O↑+aCO2↑，由于各物质的摩尔质量数值上等于式量，n=m/M，该反应中碱式碳酸铜、氧化铜、水蒸气、二氧化碳的系数之比等于物质的量之比，只需要进行①③④（或①③⑤、①④⑤）实验，就可以计算出碱式碳酸铜的组成中a、b、c的值。
练习册系列答案
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