Question

碱式碳酸铜 Cu₂（OH）₂CO₃是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
步骤一：废铜屑制硝酸铜：如图，用胶头滴管吸取浓HNO₃缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液．
步骤二：碱式碳酸铜的制备：向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品．完成下列填空：
①如图装置中NaOH溶液的作用是________．反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有________（填写化学式）．
②步骤二中，水浴加热所需仪器有________、________（加热、夹持仪器、石棉网除外）；洗涤的目的是________．
③步骤二的滤液中可能含有CO₃^2-，写出检验CO₃^2-的方法．
④若实验得到2.42g样品（只含CuO杂质），取此样品加热至分解完全后，得到1.80g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是________．

Answer 1

吸收氮氧化物    NaNO₂、NaNO₃    烧杯    温度计    除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠    92%
分析：广口瓶内铜与浓硝酸反应生成大气污染气体NOx，NaOH溶液可用来吸收NOx，利用NO₂+NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O可知，反应结束后，广口瓶的溶液中，除了剩余的NaOH外，还含有新生成的NaNO₂与NaNO₃；因反应器为大试管，故水浴加热中用来盛放水的仪器可以选用烧杯、温度计（测定水温）；洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠．碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜的方程式，利用“差量法”计算得到所求量，可得：222：62=2.42x：（2.42-1.80），解得x=0.92；
解答：①广口瓶内铜与浓硝酸反应生成大气污染气体NOx，NaOH溶液可用来吸收NOx，利用NO₂+NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O可知，反应结束后，广口瓶的溶液中，除了剩余的NaOH外，还含有新生成的NaNO₂与NaNO₃；
故答案为：吸收氮氧化物，NaNO₂、NaNO₃；
②因反应器为大试管，故水浴加热中用来盛放水的仪器可以选用烧杯、温度计（测定水温）；洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠；
故答案为：烧杯、温度计；除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠；
③滤液中可能含有CO₃^2-，检验CO₃^2-的方法是：取试样于试管中，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊证明含碳酸根离子；
故答案为：取试样于试管中，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊证明含碳酸根离子；
④碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜的方程式，Cu₂（OH）₂CO₃=2CuO+CO₂↑+H₂O；利用“差量法”计算可得：222：62=2.42x：（2.42-1.80），解得x=0.92=92%；
故答案为：0.92或92%；
点评：本题考查了铜及其化合物性质的应用，制备实验方案的设计和分析判断，实验仪器的使用，离子检验方法的应用，化学方程式计算应用．