题目内容
【题目】碱式碳酸铜矿石又叫孔雀石。已知碱式碳酸铜粉末不溶于水和醇，用CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应可以得到碱式碳酸铜，为了探究该反应得到的碱式碳酸铜的化学式，某班同学设计了如下实验：
【碱式碳酸铜的制备】
称取12.5g胆矾，研细，滴加4滴稀硫酸，溶于适量蒸馏水中，充分搅拌后得到CuSO4溶液。向其中加入适量Na2CO3溶液，充分振荡，将所得蓝绿色悬浊液静置后过滤，依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤所得蓝绿色固体，最后低温烘干备用。
(1)配制CuSO4溶液时，滴加稀硫酸的作用是__________________________________。
(2)用无水乙醇洗涤蓝绿色固体的目的是_____________________________________。
【实验探究】
同学们设计了如下装置，用制得的蓝绿色固体进行实验。
请按要求答下列问题：
(3)检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前需通入一段时间气体N2,然后关闭弹簧夹K,再点燃A处酒精灯加热，控制C中导管均匀地产生气泡。通入N2的作用是____________，N2的电子式为____________。
(4)点燃A处酒精灯后，能观察到的现象是_________________________________。
(5)装置C中所发生反应的离子方程式为_____________________________________。
(6)同学们查阅文献得知：Ksp[CaCO3]=2.8×10-9,Ksp[BaCO3]=5.1×10-9，经讨论认为用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定蓝绿色固体的化学式会更好，其原因是_________________(选填下列字母代号)。
a．Ba(OH)2的碱性比Ca(OH)2强
b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收 CO2
c．相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3
d．吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小
(7)若蓝绿色固体的组成为xCuCO3·yCu(OH)2。取干燥后的蓝绿色固体10.84g,煅烧至完全分解后得到8.00g固体及1.08gH2O。则该蓝绿色固体的化学式为___________。
【答案】 抑制Cu2+水解，防止所配制的CuSO4溶液变浑浊 除去沉淀表面的水分，以利于晶体的干燥 排尽装置中的空气，避免对实验造成干扰 
硬质玻璃管中蓝绿色固体逐渐变成黑色，B中白色固体变蓝,C中溶液变浑浊 Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓ bd 2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2
【解析】（1）氢氧化铜属于弱碱，所以Cu2+会发生水解，配制硫酸铜溶液的时候，加入硫酸是为了抑制Cu2+的水解。
（2）用无水乙醇洗涤蓝绿色固体的目的是将固体表面的水换为乙醇，乙醇远比水易挥发，而且沸点和汽化热都要低，这样在后续的干燥过程中，会比较容易在低温下得到干燥的晶体。
（3）通入氮气的作用是排除装置内的空气，因为该实验是要定量测定生成的二氧化碳和水蒸气的质量，原装置内空气中含有的二氧化碳和水蒸气会对实验结果产生干扰。氮气的电子式为
。
（4）点燃酒精灯后碱式碳酸铜受热分解为氧化铜、二氧化碳和水蒸气，所以观察到的现象是：A中固体变为黑色，B中白色固体变蓝，C中溶液变浑浊。
（5）装置C中是二氧化碳气体与氢氧化钙溶液反应，离子方程式为：Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓。
（6）氢氧化钙和氢氧化钡都是强碱，不能说哪个的碱性更强，而且该溶液的主要作用是吸收二氧化碳，只要碱性足够就可以，不需要太强，选项a错误。氢氧化钡易溶于水，氢氧化钙微溶于水，所以氢氧化钡溶液的浓度远大于氢氧化钙，体积相同的前提下，氢氧化钡能吸收的二氧化碳的量一定远大于氢氧化钙，选项b正确。根据Ksp的值，两者的溶解度差异不大，选项c错误。吸收等量的二氧化碳气体，应该得到等物质的量的碳酸钡或碳酸钙沉淀，因为碳酸钡沉淀的质量一定大于碳酸钙，这样测定的误差较小，选项d正确。所以答案为bd。
（7）8.00g固体为CuO，其物质的量为0.1mol，1.08g水的物质的量为0.06mol，得到氢氧根离子的物质的量为0.12mol，所以得到碱式碳酸铜中Cu2+：OH- = 5:6，即得到如下结果：Cu5(OH)6(CO3)a，最后根据化合价代数之和为0，计算出a=2，所以该化合物为Cu5(OH)6(CO3)2，或者改写为2CuCO3·3Cu(OH)2或3Cu(OH)2·2CuCO3。
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