Question

12．实验室可利用碱式碳酸铜（化学式：Cu₂（OH）₂CO₃）制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验．
①制备氧化铜并检验产物，装置如图1所示（省略夹持仪器）：已知烧碱可与二氧化碳反应，无水硫酸铜为白色固体可吸收水、变蓝．

步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气．
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热．
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t₃时停止加热．

加热时间（min）	0	t1	t2	t3
B中固体质量（g）	6.66	5.20	4.80	4.80

B中发生反应的化学方程式为：□Cu₂（OH）₂CO₃═□CuO+□H₂O+□CO₂↑
请在□中填入配平后的系数，依次为1、2、1、1．C中试剂是无水硫酸铜 无水硫酸铜．A的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳 水蒸气和二氧化碳，防止对产物检验造成干扰．选择t₃时停止加热的理由是固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解
②一定量碳粉还原①中制得的氧化铜并检验产物，装置如图2所示：实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是黑色粉末变成红色，反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂
③分析：若①中省略步骤三，对②中反应产物判断可能产生的影响及其原因．不能确定炭粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳．
因为可能有①中未分解的碱式碳酸铜在实验②中分解，产生二氧化碳气体，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断．

Answer 1

分析 ①根据质量守恒定律进行分析，根据题中的反应原理和装置C的作用进行分析，根据烧碱有吸水性和潮解后会与空气中的二氧化碳反应进行分析，根据表中固体质量的变化情况进行分析；
②根据氧化铜是黑色粉末，铜是红色固体进行分析，根据反应完全后，仅撤走酒精喷灯，会使装置内的压强发生改变进行分析；
③根据没有表中数据的变化，不能判断碱式碳酸铜是否完全分解，对后面的判断也会产生影响等进行分析．

解答 解：①依据质量守恒定律可知，化学反应前后原子个数不变，然后依据配平化学方程式的方法可知，Cu₂（OH）₂CO₃═2CuO+H₂O+CO₂↑，所以在□中填入配平后的系数，依次为1、2、1、1，该反应是实验室利用碱式碳酸铜（化学式：Cu₂（OH）₂CO₃）制备氧化铜，并检验产物，检验水常用无水硫酸铜，检验二氧化碳常用澄清石灰水，需要先检验水，再检验二氧化碳，所以C中试剂是无水硫酸铜，空气中的二氧化碳和水蒸气会对二氧化碳、水蒸气的检验造成干扰，所以A烧碱固体的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，固体质量不再变化时，可以认为碱式碳酸铜完全分解，t₂，t₃时固体质量不再改变，所以选择t₃时停止加热的理由是：固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解；
②氧化铜是黑色粉末，氧化铜和木炭在高温的条件下会生成铜和二氧化碳，铜是红色固体，所以E中的现象是：黑色粉末变成红色，反应完全后，仅撤走酒精喷灯，会使试管内的温度降低，导致试管内压强骤然降低，澄清石灰水会倒流入试管内，造成试管炸裂，所以反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是：F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂；
③通过步骤③中的数据比较，可以判断碱式碳酸铜是否分解完全，如果没有分解完全，在后面的加热过程中，碱式碳酸铜会生成二氧化碳，对氧化铜和木炭的还原产物的检验造成干扰，所以若①中省略步骤三，对②中反应产物判断可能产生的影响及其原因：不能确定炭粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳．
因为可能有①中未分解的碱式碳酸铜在实验②中分解，产生二氧化碳气体，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断．
故答案为：①1、2、1、1，无水硫酸铜，水蒸气和二氧化碳，固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解；
②黑色粉末变成红色，F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂；
③不能确定炭粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳．
因为可能有①中未分解的碱式碳酸铜在实验②中分解，产生二氧化碳气体，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断．

点评 在解此类题时，首先分析题中各个步骤和反应的作用，然后结合学过的知识和题中所给的条件进行分析解答．