Question

1．埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可表示为：
Cu$\stackrel{O_{2}，Cl-}{→}$CuCl$\stackrel{H_{2}O}{→}$…→X．X由两种物质X₁和X₂组成，X₁和X₂都由四种元素构成．
Ⅰ、定性实验表明：X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂受热分解的产物不能使澄清石灰水交浑浊，但两者均有水珠产生．
Ⅱ、定量测定X₁和X₂组成：某兴趣小组用下图实验装置分别对X₁和X₂做热分解实验（夹持装置已省去）．实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体，装置B和C的质量均增加

试回答下列问题：
（1）X₁、X₂均含有的元素有H、O、Cu．青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键措施是与H₂O和O₂隔绝．
（2）利用上述装置进行实验时，会对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题．可将B改为内装浓H₂SO₄的洗气瓶，判断反应完全的现象为洗气瓶中不再有气泡冒出．用经改装的装置．某同学进行正确操作．最终得出的测定结果仍有误差，原因是实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收（回答一点即可）．
（3）在实验装置和实验操作正确的前提下，进行X₁的热分解实验．经测定．装置B和C中质量增重之比△m（B）：△m（C）=9：22，X₁的化学式Cu₂（OH）₂CO₃ ．X₁热分解的化学方程式为Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂
（4）若测得X₂中铜元素的质量分数为59.67%，则X₂的化学式为Cu₂（OH）₃Cl．

Answer 1

分析 （1）X₁和X₂两者受热分解均有水珠产生，对X₁和X₂做热分解实验均残留黑色固体，据此判断含有的元素，产物是铜锈，它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈（铜绿），防止青铜器接触潮湿的空气，和一些具有腐蚀性的化学物质；
（2）B装置改为洗气瓶装置，依据气体冒出的现象判断是否反应完全；
（3）X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生，说明都是碱式盐；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，X由两种物质X₁和X₂组成，且都由四种元素组成，实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体判断为CuO，结合原子守恒计算得到；
（4）先通过定性实验判断X1和X2的元素组成，加热分解均有水珠生成，说明都是碱式盐，X1受热分解产生CO₂气体，说明X₁中含有CO₃^2-，因此X₁的组成可表示为Cu_z（OH）_x（CO₃）_y，X₂（由4种元素构成）受热分解无CO₂气体生成，根据结构CuCuClCu₂O-→X，可推测X₂中含有的另一元素为Cl，X₂的组成可表示为Cu_z（OH）_xCl_y．

解答 解：（1）X₁和X₂两者受热分解均有水珠产生，据此可判断X₁和X₂中均含有的H、O元素，对X₁和X₂做热分解实验均残留黑色固体，说明都有Cu元素，产物是铜锈，它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈（铜绿），防止青铜器接触潮湿的空气，和一些具有腐蚀性的化学物质；
故答案为：H、O、Cu；与H₂O和O₂隔绝；
（2）利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，依据气体冒出的现象判断是否反应完全，要对B装置进行改装，换做盛有浓硫酸的洗气瓶，当瓶内到期滚无气泡冒出说明反应完全，最终得出的测定结果仍有误差的原因为：实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收；
故答案为：洗气瓶中不再有气泡冒出；实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收；
（3）X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，物质的量之比为：n（H₂O）：n（CO₂）=$\frac{9}{18}$：$\frac{11}{44}$=2；1，反应分解生成水和二氧化碳，硬质玻璃管内均残留黑色固体为CuO，由四种元素组成，则X₁分解为CuO+2H₂O+CO₂结合原子守恒得到Cu₂（OH）₂CO₃，Cu₂（OH）₂CO₃热分解的化学方程式为Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂，
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃ ；Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂；
（4）测得X₂中铜元素的质量分数为59.5%（铜元素的相对原子质量为63.5），X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，说明不含有碳元素，但有水珠产生说明含有氢元素和氧元素，X₂的组成为Cu_z（OH）_xCl_y，铜元素的质量分数的表达式为$\frac{63.5z}{M}$×100%=Cu%=59.5%，又根据化合价代数和等于0可得63.5z+17x+35.5y，2z=x+y，解得x：y=3：1，故X₂的化学式为Cu₂（OH）₃Cl，
故答案为：Cu₂（OH）₃Cl．

点评 本题考查了物质组成的分析，物质性质的反应产物判断方法，实验过程的理解应用，化学式的计算分析，掌握基础是关键，题目难度较大．