Question

【题目】金属铜的冶炼方法较早的为人类掌握，人们用铜合金制造各种青铜器，古代的青铜器表面会有铜锈（碱式碳酸铜）生成，其成分可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，实验室测定碱式碳酸铜成分的方法有多种。

(1)氢气还原法，请回答如下问题：

①写出xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O与氢气反应的化学方程式_________________；

②实验装置用下列仪器连接而成：

ⅰ、B装置的作用_________，装置中的一个明显缺陷，改进方法是_________________。

ⅱ、称取24 g某碱式碳酸铜样品进行试验，经数据分析处理，反应得到12.8g残留物，4.4g二氧化碳和7.2 g水。该样品中的结晶水质量为__________g，化学式为______________；

(2)某同学认为氢气还原法装置太复杂，提出简化的方法，认为可以只用C、D、E和改进后的装置直接加热碱式碳酸铜分解，你认为是否可行？请说明理由____________________。

Answer 1

【答案】xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2↑＋(x＋2y＋z)H2O除去氢气中的杂质HCl（g）和H2O（g）E后面加一个碱石灰的干燥管1.8CuCO3·Cu(OH) 2·H2O不可行，分解生成的气体不能完全被D、E装置吸收

【解析】

（1）H2还原碱式碳酸铜生成Cu、CO2和H2O。装置A中Zn与反应盐酸制取H2；H2中混有HCl（g）和H2O（g），装置B中的碱石灰用于除去H2中的HCl（g）和H2O（g）；装置C中H2还原碱式碳酸铜；装置D中浓硫酸吸收反应生成的H2O；装置E中碱石灰吸收反应生成的CO2；该装置的缺陷是：外界空气可以进入E中，使测得的CO2的质量偏高。由CO2的质量和C守恒计算n（CuCO3），由残留物的质量和Cu守恒计算n[Cu（OH）2]，结合晶体的质量计算结晶水的质量和物质的量，计算化学式。

（2）直接加热碱式碳酸铜使其分解的方法不可行，分解生成的H2O（g）、CO2不能完全被D、E装置吸收。

（1）①H2还原碱式碳酸铜生成Cu、CO2和H2O，xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O与H2反应的化学方程式为（x+y）H2+xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O。答案为：（x+y）H2+xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O

②i.装置A中Zn与反应盐酸制取H2；H2中混有HCl（g）和H2O（g），装置B中的碱石灰用于除去H2中的HCl（g）和H2O（g）。装置C中H2还原碱式碳酸铜；装置D中浓硫酸吸收反应生成的H2O；装置E中碱石灰吸收反应生成的CO2；该装置的缺陷是：外界空气可以进入E中，E中碱石灰吸收空气中CO2和H2O（g），使测得的CO2的质量偏高，改进方法是：E后面加一个盛碱石灰的干燥管。答案为：除去H2中的HCl（g）和H2O（g） E后面加一个盛碱石灰的干燥管

ii.n（Cu）==0.2mol，反应生成的n（CO2）==0.1mol，根据C守恒，原样品中n（CuCO3）=n（CO2）=0.1mol，根据Cu守恒，原样品中n[Cu（OH）2]=0.2mol-0.1mol=0.1mol，该样品中结晶水的质量为24g-0.1mol×124g/mol-0.1mol×98g/mol=1.8g。结晶水物质的量为=0.1mol，x：y：z=0.1mol：0.1mol：0.1mol=1:1:1，化学式为CuCO3·Cu（OH）2·H2O。答案为：1.8 CuCO3·Cu（OH）2·H2O

（2）直接加热碱式碳酸铜使其分解的方法不可行，因为分解生成的H2O（g）、CO2有部分残留在装置中，不能完全被D、E装置吸收。答案为：不可行，分解生成的H2O（g）、CO2不能完全被D、E装置吸收